北大团队发现CDYL基因调控大脑皮层发育，揭示人类智慧进化关键

北大团队发现CDYL基因调控大脑皮层发育，揭示人类智慧进化关键

人类大脑的进化是一个漫长而复杂的过程，从300多万年前的阿法南方古猿到现代人，大脑容量几乎增加了三倍。然而，大脑容量的增加并非唯一的变化，大脑结构的复杂化，尤其是大脑皮层的扩张，才是人类认知能力飞跃的关键。近期，北京大学王韵团队在《Cell Reports》上发表的研究，揭示了一个名为CDYL的基因在人类大脑进化中的重要作用，为理解人类智慧的起源提供了新的线索。

CDYL基因编码的是一种染色质结构域蛋白，这种蛋白在基因表达调控中发挥着重要作用。王韵团队的研究发现，CDYL基因在人类皮层神经发生过程中扮演着至关重要的角色。具体来说，CDYL通过抑制一种名为神经元素的蛋白质，调控神经干细胞的分化方向，从而影响大脑皮层的发育。

为了研究CDYL基因的功能，研究团队使用了先进的皮质类器官技术。皮质类器官是一种在实验室中培养的三维细胞结构，能够模拟人类大脑皮层的发育过程。与传统的二维细胞培养相比，皮质类器官能够更好地再现大脑发育的复杂环境，是研究大脑发育和疾病的重要工具。

皮质类器官的生成过程十分精妙。研究团队首先将人类诱导多能干细胞（iPSC）悬浮培养，形成胚状体。随后，通过特定的培养基配方和培养条件，引导这些细胞分化为神经细胞，并最终形成具有大脑皮层特征的类器官。这种“半引导”方法结合了非引导方法的细胞多样性和引导方法的可预测性，能够生成具有复杂神经振荡特征的类器官，为研究大脑发育提供了理想的模型。

研究团队发现，当CDYL基因功能缺失时，皮质类器官中GABA能神经元的数量显著增加。GABA能神经元是大脑中主要的抑制性神经元，负责释放γ-氨基丁酸（GABA）这种神经递质，调控神经元之间的信号传递。在正常情况下，大脑中的兴奋性和抑制性神经元需要保持平衡，以确保神经信号的正常传递。如果这种平衡被打破，就可能导致神经发育障碍，如自闭症和癫痫等疾病。

王韵团队的这一发现不仅深化了我们对人类大脑进化的理解，还为未来治疗神经发育障碍提供了新的方向。通过进一步研究CDYL基因的功能和调控机制，科学家们有望开发出新的治疗方法，帮助那些患有神经发育障碍的患者。此外，皮质类器官技术的发展也为药物筛选和个性化治疗提供了新的平台，未来可能会在精准医疗领域发挥重要作用。

人类大脑的进化是一个充满奇迹的过程，从300万年前的500毫升到现在的1600毫升，大脑容量的增加为更复杂的认知功能提供了物质基础。然而，大脑容量的增加并非唯一的进化特征，大脑皮层的复杂化和沟回结构的形成，才是人类认知能力飞跃的关键。王韵团队的这一发现，让我们对人类大脑的进化有了更深入的认识，也为未来的科学研究和临床应用开辟了新的道路。