北京看白癜风最正规的医院 https://wapjbk.39.net/yiyuanzaixian/bjzkbdfyy/ffxbdf/人类进化指人类现代智人作为独特的人科物种出现的演化过程，许多年以来人们都在探索认知这个演化过程。研究人类进化非常重要，不仅为了解我们从何而来，而且还为解释为什么人类会患上其他物种没有的如此多的疾病。
研究人类进化的最好方法之一是，将我们与进化上与我们密切相关的非人类物种进行比较。这种亲近关系可以帮助科学家精确地缩小使我们成为人类的范围，但是由于缩小的范围如此狭窄以至于很难具体定义。
为此，斯坦福大学的研究人员开发了一种新技术来比较这种遗传的差异。通过使用该技术的平台，研究人员发现了人类与黑猩猩之间的新遗传差异。他们发现基因SSTR2的表达存在重大差异，基因SSTR2调节大脑皮层中神经元的活性，并已与人类与某些神经精神疾病，例如阿尔茨海默氏痴呆症和精神分裂症相关，并且与面部形状相关联的EVC2基因有联系。该研究结果的主要理论研究部分发表在今天的《自然》杂志上，该研究结果的主要实验研究部分也同时发表在了今天的《自然遗传学》杂志上。
该最新研究结果涉及将人类和黑猩猩皮肤细胞经过修饰并融合起来的新技术，使其像干细胞一样，高度易延展的细胞可能会转化为多种其他细胞类型，尽管不是完整的生物体。
研究人员说：“这些细胞在这类研究中起着非常重要的特定目的，使我们精确地并行比较人类和黑猩猩的基因及其活性。”
紧密比较
研究人员特别感兴趣的是人类和其他灵长类动物的遗传是如何在顺式作用元件水平进行比较，从而影响附近基因，即位于同一DNA分子或染色体上的表达。
顺式作用元件（cis-regulatoryelement，CRE），是非编码DNA的区域，调节邻近基因的转录。它是遗传调控网络的重要组成部分，进而控制形态发生、解剖学的发展以及胚胎发育的其他方面。
另一种为反式调节因子（trans-regulatoryfactors，TRF），可以调节远距离基因在基因组其它地方的其他染色体上的表达。由于它们的广泛作用，与作用元件相比，紧密相关的物种之间的反式调节因子（例如蛋白质）变化的可能性较小。
即使科学家可以从人类和黑猩猩获得类似的细胞，也存在混淆因素的风险。例如，物种之间发育时间的差异是研究大脑发育的重要障碍。这是因为人的大脑和黑猩猩的大脑以不同的速度发育，因此没有直接比较它们的确切方法。通过将人类和黑猩猩的DNA置于同一个细胞核内，科学家可以排除大多数混杂因素。
在使用这些细胞的最初实验中，研究人员诱使这些细胞形成所谓的皮质球体（corticalspheroids）或类器官（organoids），一种紧密模仿哺乳动物大脑皮层的大脑细胞束。该实验室一直处于开发大脑类器官和类装配体的最前沿，其目的是研究人脑如何组装以及该过程在疾病中如何发生。
研究人员表示，“人脑在其大部分发育过程中在分子和细胞水平上基本上是不可触及的，因此我们引入了皮质球体，以帮助我们获得这些重要的过程。”
随着脑细胞的3-D簇在培养皿中发育和成熟，它们的遗传活性模仿了每个物种在早期神经发育中发生的情况。由于人类和黑猩猩的DNA在相同的细胞环境中结合在一起，因此它们处于相同的条件下并平行成熟。因此，观察到的两者遗传活性的任何差异都可以合理地归因于我们两个物种之间的实际遗传差异。
通过研究源自生长了天的融合细胞的脑类器官，研究人员发现了成千上万个基因，这些基因显示出物种之间的顺式调节差异。进一步研究了这些基因之一——SSTR2，该基因在人类神经元中表达更强，并充当称为生长抑素的神经递质的受体。在人类和黑猩猩细胞之间的后续比较中，研究人员证实了人类皮层细胞中SSTR2的这种蛋白表达升高。此外，当研究人员将黑猩猩细胞和人类细胞暴露于与SSTR2结合的小分子药物时，他们发现人类神经元对该药物的反应要比黑猩猩细胞多得多。
这暗示了神经递质可以改变皮层回路中人类神经元活动的方式。有趣的是，这种神经调节活性也可能与疾病有关，因为已经证明SSTR2与脑部疾病有关。
研究人员说：“灵长类动物大脑的进化可能涉及在神经回路中增加复杂的神经调节功能，在某些情况下会扰动并增加对神经精神疾病的敏感性。”这些结果实质上是“一个概念证明，我们在这些融合细胞中看到的活性实际上与细胞生理有关。”
调查极端差异
研究小组将其融合细胞诱导到颅神经嵴细胞中，这些细胞会在颅骨和面部产生骨骼和软骨，并确定面部外观。
研究人员对这些类型的细胞很感兴趣，因为面部差异被认为是人类与黑猩猩之间最极端的解剖学差异，这些差异实际上会影响我们行为和进化的其它方面，例如进食、感觉、大脑扩张、和言语等，。此外，人类最常见的先天性疾病与面部结构有关。
在融合的细胞中，研究人员确定了一条基因表达途径，在细胞中的黑猩猩基因中的活性比人类基因中的活性高得多，其中一种名为EVC2的特定基因，在黑猩猩中的活性似乎是其六倍。现有研究表明，具有无效EVC2基因的人的面孔，比其他人的面孔更平坦，这表明该基因可以解释为什么人类的面孔比其他灵长类动物更平坦。
此外，研究确定，在人类和黑猩猩之间，与无效EVC2相关的25个可观察到的面部特征，在人类和黑猩猩之间存在显着差异，而鉴于人类的EVC2活性较低，其中的23个在研究人员预测的方向上也存在差异。在实验中，研究人员降低了小鼠中EVC2的活性，该啮齿动物也出现了扁平的面孔。
工具箱中的另一个工具
这个新的实验平台并非旨在取代现有的细胞比较研究，但研究人员希望它能支持有关人类进化以及整个进化的许多新发现。
研究人员解释说：“人类发展和人类基因组已得到很好的研究。”“我们的实验室对人类进化非常感兴趣，但是，由于我们可以基于如此丰富的知识，因此这项工作还可以更广泛地揭示对进化过程的新见解。”
该实验室目前正在努力将融合细胞分化为其他细胞类型，例如肌肉细胞、其他类型的神经元、皮肤细胞、和软骨等，以扩展其对人类独特性状的研究。
参考：
