美國圣猶達兒童研究醫(yī)院的一項研究顯示，在學習與記憶腦區(qū)的正常發(fā)育中，一種名為Prox1的基因扮演關鍵角色，能確保產(chǎn)生新的顆粒細胞，而顆粒細胞對形成新的記憶是必須的。Prox1基因在人的整個一生都保持活性，且對哺乳動物意義重大。研究首次詳細解釋了Prox1基因在腦區(qū)中的功能，論文發(fā)表在8月17日的《公共科學圖書館—生物學》（PLoS Biology）上。
 
研究目標集中于大腦中的海馬齒狀回，這里控制著記憶和學習功能的形成，也是顆粒細胞下層的發(fā)源地，神經(jīng)干細胞在這里分化成顆粒細胞。在齒狀回區(qū)域，神經(jīng)干細胞不斷產(chǎn)生前體細胞，最終分化成神經(jīng)元。
 
Prox1是一種轉錄因子。早期的研究提出，在齒狀回生長過程中Prox1基因被表達，它在某些癌癥中也起一定作用。最新研究詳細解釋了Prox1基因在腦區(qū)中的功能，就像一個基因開關。
 
在成熟哺乳動物的大腦齒狀回中，神經(jīng)干細胞從具有無限潛能的原初母細胞，經(jīng)過中間代初級細胞，變成更特化的顆粒細胞，在此階段，Prox1活性很強，它由中間代初級細胞產(chǎn)生。但缺乏Prox1會導致中間代初級細胞死亡，沒有這些中間代初級細胞，新的顆粒細胞也無法產(chǎn)生。
 
實驗中，研究人員在老鼠生長的不同階段去除Prox1，齒狀回就不能正常發(fā)育。關閉Prox1基因的表達，中間代初級細胞就消失了，成體神經(jīng)干細胞繼續(xù)分化成顆粒細胞，直到耗盡所有干細胞。而在神經(jīng)干細胞中打開Prox1基因，干細胞由于提前分化，也會出現(xiàn)相似的耗竭。
 
在齒狀回發(fā)育和神經(jīng)形成過程中，有了Prox1基因，中間代初級細胞才能繼續(xù)分化成顆粒細胞。論文第一作者、奧立弗實驗室的博士后阿方索·拉瓦多說，中間代初級細胞中失去Prox1，它們的母細胞——神經(jīng)干細胞也會消失。子細胞的存在對于母細胞的維持也是必須的，這一定程度上顯示了Prox1和干細胞停止分化的信號反饋機制之間存在密切聯(lián)系。
 
研究人員仍然在探索涉及的信號路徑，論文作者圣猶達遺傳學部的吉列爾莫·奧立弗博士說，Prox1的微小突變就可能引起與記憶和學習有關的問題。越多掌握大腦中信號路徑的形成，就越有把握控制這一系統(tǒng)，從而促進或抑制分化程序。