揭露FGF13基因在參與調控海馬神經干細胞發育的重要作用

　　近日，Cell Reports在線發表了題為《細胞核定位的FGF13異構體通過表觀基因組學的機制參與調控出生后小鼠海馬的神經發育》的研究論文。該研究由中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心（神經科學研究所）、上海腦科學與類腦研究中心、神經科學國家重點實驗室研究員周嘉偉團隊和南京醫科大學教授胡剛團隊共同完成。

　　海馬的正常發育和可塑性對人和動物出生后的學習和記憶的建立十分重要。小鼠的海馬發育主要在出生后進行，其中齒狀回顆粒細胞下層的神經干細胞不斷增殖分化，產生新的神經元，并在出生早期迅速擴充海馬的體積，參與海馬的發育和可塑性。但該過程在出生2周左右迅速減緩，雖能持續到成年，但齒狀回神經干細胞增殖和產生新神經元的能力隨年齡增長明顯減弱。FGF13基因屬于非分泌型成纖維細胞生長因子亞家族成員，與人類性連鎖智力發育障礙疾病和癲癇密切相關，提示FGF13在海馬發育過程中可能發揮某種尚不為人知的作用。已有研究揭示，FGF13的另一個變構體FGF13B是小鼠胚胎時期大腦神經發育調控的重要分子。

　　研究發現，FGF13基因在小鼠出生后海馬齒狀回神經干細胞中的表達水平呈現隨發育年齡增長而下降的趨勢。FGF13基因是參與調控海馬神經干細胞發育的重要分子。FGF13基因缺失導致海馬神經干細胞產生新神經元的能力在小鼠尚未成年時提前下降，成年后小鼠海馬齒狀回體積明顯縮小，出現學習記憶能力下降等行為學變化。核定位異構體FGF13A主要參與抑制神經干細胞分化，維持神經干細胞和神經前體細胞持續增殖和擴增。該作用系通過調節染色質重塑復合物蛋白，改變細胞染色質開放狀態，而實現維持海馬神經干細胞的自我更新和擴增能力（如圖）。該研究揭示出細胞核定位的成纖維細胞因子的生物學功能及分子機制，為深入理解人類大腦學習記憶的發育障礙以及神經變性過程提供了新線索。

　　該研究由腦智卓悅匯中心博士后楊喬喬及合作者完成。研究工作得到中科院院士、中科院上海高等研究院研究員張旭，研究員嚴軍，以及腦智卓越中心實驗鼠房、光學成像平臺和分子細胞技術平臺的支持。研究工作得到中科院、科技部、國家自然科學基金委員會、上海市科學技術委員會的支持。

　　FGF13基因參與小鼠海馬發育的調控。FGF13核定位異構體FGF13A與海馬神經干細胞的數量及神經發生能力隨小鼠的發育和年齡增長呈下降趨勢。FGF13A主要促進海馬神經干細胞的自我更新和增殖，抑制神經干細胞和前體細胞的分化，從而在發育和年齡增長過程中維持齒狀回顆粒下層的神經干細胞的數量和擴增的能力。而胞漿定位異構體FGF13B在神經干細胞分化過程中上調，說明正常的海馬發育需要不同異構體的協同作用。