撰文丨章台柳

大多数关于人类海马体神经发生的研究 是 通过检测从神经干细胞到中间神经祖细胞（INPs）和神经母细胞 （ 统称为神经祖细胞）直至新生神经元 等 不同阶段中与神经发生相关的蛋白质来开展。多项研究 报道， 人类齿状回终生都存在神经祖细胞相关标记物的免疫组化证据【1】，而其他研究则指出这些标记物在儿童期后消失【2】， 那么 人类成年期海马体 中是否存在 神经发生 目前还存在争议 。方法学 的 差异可能是导致这些矛盾结果的原因， 虽然 这些标记物在其他物种中得到验证， 但 能否可靠识别人类神经祖细胞仍存疑。

单核 RNA 测序（ snRNA-seq ）技术可 绕过 标记物限制，实现跨物种和发育轨迹的比较，为细胞类型和状态提供无偏倚的研究手段。近期针对成人海马体的 snRNA-seq 研究虽鉴定出未成熟神经元，却未能发现增殖性祖细胞，提示新生神经元可能源于发育期产生的神经元祖细胞的缓慢成熟过程。溴脱氧尿苷（ BrdU ）标记、碳测年法以及成人齿状回外植体中神经元的有丝分裂生成等证据，均支持成人海马体中存在增殖性祖细胞。然而，增殖性祖细胞及其神经发生轨迹始终未能明确，这成为理解人类成年期海马体神经发生 的 关键缺失环节。

2025 年 7 月 3 日 ， 来自 瑞典卡罗林斯卡医学院 的 Jonas Frisén 团队 在 Science 杂 志上发表文章 Identification of proliferating neural progenitors in the adult human hippocampus ，通过snRNA-seq对从新生儿至成年期的人类海马体进行分析。研究确认了童年早期所有神经祖细胞发育阶段，并在成人样本中运用Ki67增殖标记抗体与机器学习算法，成功检测到增殖性神经祖细胞。转录组数据进一步显示，这些神经祖细胞定位于齿状回区域。这些发现为理解人类成年期神经发生机制提供了重要依据。

研究 人员首先聚焦于 0 -5 岁的幼年个体人群，因为以往的研究提示该群体中存在大量神经祖细胞。通过对 6 名儿童（童年组） 海马体细胞核进行液滴式 sn RNA - seq ， 共 获得了 115,861 个细胞核的数据集 ，并将主要细胞类型进行人工注释。 通过筛选表达小鼠海马体神经发生谱系特征基因的 Louvain 聚类群，发现这些细胞经重新整合后形成两大集群：一个以星形胶质细胞为主，另一个以颗粒神经元为主。这两个集群通过一条表达细胞增殖标志物 MKI67 和 / 或 EOMES 的细胞链相连接，这些标志物与 INPs 及神经母细胞相关。 RNA 速率分析显示，从表达 INP 标志物的细胞开始，经表达神经母细胞标志物的细胞链，最终到达颗粒神经元集群的分化轨迹，该轨迹与小鼠海马体神经发生的 RNA 速率模式相似。 研究人员进一步 将人类儿童数据集和幼年小鼠海马体数据集进行整合分析，发现 INPs 和神经母细胞等细胞类型呈现完全重叠，而神经干细胞与未成熟神经元等则存在物种特异性差异，提示基因表达存在种间差异。层次聚类分析显示，人类 INPs 和神经母细胞与其小鼠同源细胞的转录相似度高于其他人类细胞类型，证实了跨物种神经发生细胞的保守性。基于扩散图谱空间的跨物种比对显示，人类与小鼠的神经祖细胞及未成熟神经元共同构成了连续的神经发生轨迹。人类细胞完整重现了小鼠神经发生的特征性过渡阶段，但经典神经发生标志物的动态表达模式存在显著差异： HES 6 在小鼠中特异表达于 INPs 和神经母细胞，在人类儿童海马体表达于干细胞和 INPs ； EOMES 在小鼠中特异表达于 INPs ，在人类儿童海马体表达于 INPs 和神经母细胞。

为识别青少年及成人海马体中的神经祖细胞， 研究人员 对 13-78 岁 19 例个体的全海马体或齿状回样本进行 snRNA-seq ， 其中 12 例（ 20-78 岁）采用流式分选技术富集神经祖细胞 ，使用 Ki 67+ 细胞核分选效果最为显著。整合童年组数据后，最终构建了包含 0-78 岁个体 402,660 个细胞核的数据集，通过无偏聚类与人工注释鉴定了所有主要海马体细胞类型 。研究人员训练机器学习算法来鉴定祖细胞，经过验证该策略能以高特异性保守鉴定神经祖细胞。经过机器学习算法分析在 青少年及成人海马体 snRNA-seq 数据集中共鉴定出 354 个祖细胞 。 根据表达谱与聚类特征，这些细胞被划分为神经干细胞（青少年 12 个 / 成人 65 个）、中间神经祖细胞 INPs （青少年 4 个 / 成人 71 个）和神经母细胞（成人 202 个）。为深入解析其特性并开展跨物种比较，研究 人员 将人类数据集与已发表的小鼠、猪和恒河猴海马体 snRNA-seq 数据整合（以小鼠为参考），发现所有年龄段人类神经祖细胞均沿袭与其他物种相同的神经发生轨迹分布 。 层次聚类分析显示，青少年 / 成人的神经干细胞、 INPs 和神经母细胞与小鼠、猪、恒河猴及人类儿童期对应细胞类型具有最高相似性 。 伪时序分析证实，小鼠、猪、恒河猴和人类细胞核均显示从神经干细胞经 INPs 、神经母细胞向颗粒神经元的分化轨迹，且青少年 / 成人祖细胞沿该轨迹分布，提示成人海马体存在神经发生路径。

研究人员 采用 RNAscope 原位杂交技术和单细胞分辨率空间 转录组 平台 Xenium 对成人海马体神经祖细胞进行空间定位。 将空间定位范围缩小至齿状回颗粒细胞层及其邻近区域后 ，使用 Xenium 平台成功定位 神经干细胞 （ 共表达 NESTIN 、 SOX2 和 ASCL 1 ）、 INPs （ 组合表达 ASCL1/EOMES/SOX2/SOX11/EZH2/DCX ）和 神经母细胞 （ 表达 EZH2/EOMES/DCX/ST8SIA2 等标志物 ）。 通过双平台检测到表达增殖标志物的神经干细胞、 INPs 和神经母细胞。其中增殖性神经干细胞和 INPs 常成对或小簇分布 ， 神经母细胞多呈局部聚集模式 ， 提示存在持续细胞分裂和活跃的神经发生过程。虽然 NES 、 EZH2 等标志物稳定表达，但 EOMES 、 IGFBPL1 等呈现异质性表达，可 能反映生物学变异。得益于 RNAscope 和 Xenium 的高灵敏度， 10 例检测样本均成功鉴定出神经祖细胞 。

总的来说，研究系统鉴定了人类海马体从出生至成年期神经祖细胞的存在，并解析其分子特征。这些细胞在生命早期数量丰富且易于识别，而在青少年及成人阶段则变得稀疏。作为海马体的主要信息门户，齿状回调控着从皮层向海马本体的信息流动——为维持正常功能，颗粒神经元接受来自局部 GABA 能中间神经元的精细抑制调控，仅少数细胞对激活产生响应。未成熟颗粒神经元在具有增强可塑性的阶段表现出高兴奋反应性，因此即使少量新生神经元也能对海马体功能产生重要影响。

science.org/doi/10.1126/science.adu9575

制版人： 十一

参考文献

1. A. A mmothumkandy et al. ,Nat.Neurosci.25, 493–503 (2022).

2. S. F. Sorrells et al. ,J.Neurosci.41, 2554–2565 (2021).

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