客观日本

京都大学等发现大脑形成过程中神经细胞的DNA会发生损伤,若残留或将引发脑功能衰退

2026年07月24日 生物医药
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京都大学见学教授的团队发现大脑形成阶段中神经细胞会发生DNA损伤(京都市)

京都大学等的研究团队在小鼠中发现,大脑形成过程中神经细胞的DNA会发生损伤。从干细胞诞生的神经细胞在移动穿过狭窄的组织间隙时,细胞核的形态会发生大幅变形,承受的应力会导致DNA受损。

这类损伤后续能够被正常修复。但若损伤残留,则可能导致神经功能下降或疾病发病。相关研究成果已发表在英国科学期刊《Nature》上。

大脑皮层的表层分布着数百亿个神经细胞。由深层干细胞产生的神经细胞需穿过致密组织迁移至皮层。这一过程中推测会受到应力作用,但此前几乎没有在活体中直接观察到相关情况的案例。

京都大学的见学美根子教授等人观察了大脑皮层形成期小鼠中神经细胞的迁移过程。结果发现,细胞在狭窄组织中移动时,细胞核形态发生大幅变形,并确认到了内部DNA产生了双链断裂现象。

双链断裂已知是导致细胞死亡或癌变的原因之一。但在迁移结束、大脑皮层形成后,双链断裂会消失,脑组织恢复正常发育。

研究团队还通过实验再现了脑内狭窄通道,并让神经细胞和癌细胞通过直径小于细胞核的狭窄通道。已知癌细胞在狭窄空间中受压也会发生DNA双链断裂。实验结果显示,癌细胞中核膜发生破裂,但神经细胞则未出现破裂。

癌细胞因核膜破裂,与细胞内的DNA分解酶混合,导致DNA被切断。而对神经细胞的研究发现,在细胞核内,为消除DNA超螺旋(或扭曲)的拓扑异构酶因受到应力而切断了DNA。这类切断集中在不影响基因功能的区域,并且会迅速被修复。

研究团队制备了修复功能缺陷的小鼠,发现神经细胞在外观上正常发育,但与炎症反应相关的细胞被激活,功能相关基因的表达下降。随着年龄增长,小脑功能下降,出现了步态紊乱等障碍。

见学教授表示:“我们希望进一步明确DNA损伤在大脑基因组中具有怎样的意义。”

原文:《日本经济新闻》、2026/7/7
翻译:JST客观日本编辑部

【论文信息】
期刊:Nature
论文:Confined migration induces non-lethal DNA damage in developing neurons
DOI:10.1038/s41586-026-10648-8