米乐m6官方网站【会长中钵良二】（以下简称“AIST”）生物医学研究部【研究主任大宫克宏】脑功能调节研究组研究员平野一美和研究组组长浪平翔一是控制遗传信息读取的酶之一LSD1具有调节人类胎儿大脑发育的新功能。
这次，它们分化成人类胎儿大脑中的神经细胞神经干细胞并利用细胞寻找促进分化为神经细胞的蛋白质和酶，发现LSD1具有促进分化的新作用。在小鼠神经干细胞中没有观察到LSD1的这种作用，这表明它可能是人类大脑发育的一种现象特征。进一步研究LSD1在神经干细胞中的功能，有望加深我们对人脑复杂进化的认识，并实现神经元的高效供给，用于治疗脑梗塞、帕金森病等神经系统疾病。
该结果发表在2016年3月28日的科学期刊上干细胞
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| LSD1促进人类神经干细胞神经元生成的新功能示意图 |
随着我们进入超级老龄化社会，恢复丧失的大脑功能的尝试正在引起人们的关注。特别是，正在全球范围内进行研究，通过将新产生的神经细胞移植到体外来补充神经功能。因此，期望开发一种技术，能够更有效地将可在体外培养的神经干细胞分化为神经细胞。
其中许多研究都使用来自啮齿动物（例如小鼠）的神经干细胞作为实验模型。然而，由于人类大脑比啮齿动物大脑具有更多的神经元和更复杂的形状，因此人们认为神经干细胞通过不同的机制分化为神经元，但这一点至今尚未完全阐明。因此，人类神经细胞的产生机制有待阐明。
AIST 一直致力于基于对细胞功能的理解和阐明的药物发现基础技术的发展。其中，生物医学研究部一直致力于利用人类胎儿神经干细胞作为新的实验模型来阐明神经细胞产生的机制，这将有助于神经系统疾病的药物发现技术。
这一次，在神经干细胞之中“表观遗传学控制机制），寻找与该机制相关的与人类神经细胞分化密切相关的蛋白质。
这项研究的一部分得到了日本学术振兴会科学研究补助金“基础研究（C）”（项目编号：26430083）和“青年科学家（B）”（项目编号：15K21661）的支持。
DNA 存在于细胞核中被称为组蛋白的蛋白质周围。为了响应细胞外环境的变化，组蛋白被特殊的酶进行化学修饰。资格接收到DNA后，与DNA的结合强度发生变化，对DNA信息的读取进行调整，从而控制细胞的分化和增殖。这次，我们聚焦于这种表观遗传控制机制，寻找参与人类神经干细胞分化为神经元的组蛋白修饰酶。结果，他们发现向人类神经干细胞添加一种阻断LSD1（LSD1抑制剂）作用的药物会抑制它们分化为神经元（图1）。这表明LSD1的功能在人类神经元的产生中发挥着重要作用。
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| 图1 LSD1对人神经干细胞分化为神经元的影响分析结果 |
| 在神经元诱导过程中添加 LSD1 抑制剂会抑制人类神经元的产生。图中“*”表示统计显着性。 |
此外，如果LSD1的功能被抑制海尔的蛋白质的表达增加。我们还发现HEYL仅在胎儿大脑的神经干细胞中表达，当其表达水平增加时，神经元的产生受到抑制（图2）。换句话说，这项研究首次揭示了HEYL抑制人类神经干细胞的神经生成。这些结果表明LSD1通过抑制HEYL表达来促进神经干细胞向神经元的分化。
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| 图2 LSD1对HEYL表达调节的分析结果 |
| LSD1 通过抑制 HEYL 表达来促进神经元生成。图中“*”表示统计显着性。 |
为了进行比较，我们使用小鼠神经干细胞进行了类似的实验。结果，在小鼠来源的神经干细胞中，LSD1抑制剂并没有抑制它们向神经细胞的分化，正如在人类神经干细胞中观察到的那样。此外，HEYL的表达水平没有增加。这些结果表明，此次揭示的人类神经细胞产生机制可能是人类独有的。这表明，在人类神经干细胞中新发现的机制可能是经过长期进化过程获得的新机制（图3）。
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| 图 3 使用 LSD1 比较人类和小鼠神经元产生和 HEYL 表达 |
| 向小鼠神经干细胞中添加 LSD1 抑制剂不会增加 HEYL 表达或抑制神经产生。图中“*”表示统计显着性。 |
目前，人们正在努力建立从人类 iPS 细胞中建立神经干细胞的技术，并促进这些细胞有效产生神经细胞，从而恢复因损伤或疾病而丧失的神经功能。未来，我们将更详细地分析本研究中揭示的LSD1的新功能，并致力于利用LSD1开发高效的神经细胞生产技术。
人类的大脑也比其他哺乳动物的大脑更大、更复杂。未来我们将对人类神经干细胞向神经元的分化进行详细分析，旨在进一步发现人类特有的新机制，比如我们这次发现的LSD1的功能。