结合-介导与调控蛋白 (JMY) 促进大脑皮层神经元的放射状迁移

一个蛋白如何帮助构建能“思考”的大脑

小鼠表现出类似人类的能力——比如学会迷宫或记住水中隐藏的平台——取决于它们在早期发育阶段神经细胞如何精确地产生、移动和连接。本研究探讨了一种鲜为人知的蛋白 JMY，发现它在背后引导幼年神经元进入大脑皮层的正确层次。当 JMY 缺失或减少时，大脑的连线模式会发生细微混乱，动物在依赖记忆和空间导航的任务上出现困难。

为脑层的形成搭建舞台

在哺乳动物中，大脑的外层——大脑皮层——以层状结构构建。新生神经元在深部产生，然后沿着狭窄通道向外迁移以到达最终位置。作者首先探讨了 JMY 在这一过程中何时何地出现。他们发现 JMY 在发育中的小鼠大脑中高表达，尤其是在出生前后不久，并且主要存在于产生新神经元的区域。JMY 在未成熟的分裂细胞和更成熟的神经元中均可检测到，且出现在皮层和海马等关键脑区。随着时间推移，其表达水平在成体中显著降低，这提示 JMY 的主要作用是在早期大脑构建阶段。

帮助幼年神经元移动到正确位置

鉴于 JMY 在新生神经元出现的部位丰富，研究团队检验了它是否影响这些细胞的迁移。通过将 DNA 直接导入胎鼠大脑的技术，他们在选定的皮层细胞中减少或过表达 JMY。当 JMY 被敲低时，许多标记的神经元未能按时向外迁移，反而堆积在更深的生发区。当 JMY 过度表达时，更多神经元成功到达外层的皮层板。尽管一些延迟的细胞在出生后最终赶上，但在关键窗口期的早期放缓给皮层的组织方式留下了持久的痕迹。

平衡细胞增生与成熟

神经元必须停止分裂才能迁移并成熟。研究者表明 JMY 有助于细胞完成这一转变。在 JMY 表达减少的胚胎中，更多祖细胞处于分裂状态，退出细胞周期成为神经元的细胞更少。干样细胞的标志维持在高水平，表明未分化细胞库未按应有方式缩小。已知 JMY 与著名的基因组守护者 p53 协同作用，p53 控制细胞周期制动与 DNA 修复。蛋白组学和基因表达分析显示，在缺乏 JMY 的大脑中，这一控制系统的若干成分——尤其是 p53 的靶基因 Gadd45α（在细胞分裂前暂停周期方面很重要）——受到了扰动。这种变化很可能使祖细胞继续更长时间地循环，延迟它们向可迁移神经元的转变。

塑造神经元分支与层次模式

故事并未止于迁移。研究团队检查了在神经祖细胞或皮层与海马中特异性删除 JMY 的成年小鼠大脑，发现某些上层皮层呈现紊乱。一部分通常定居于大脑表层附近的神经元滞留于更深的区域。在单细胞水平上，缺乏 JMY 的神经元发育出更简单、更短的树突，表明其结构成熟受损。尽管皮层的整体大小和形态大致正常，但层次排列和树突复杂性的这些改变表明，大脑内部布局的相对微小变化也能带来显著的功能影响。

从发育缺陷到记忆问题

为了确定这些结构性改变是否影响行为，作者在经典记忆任务中测试了成年 JMY 缺陷小鼠。在莫里斯水迷宫实验中，敲除小鼠学习隐藏平台位置所需时间更长，在移除平台后在正确区域的搜索时间也更短。在用于探测对新路径识别的 Y 型迷宫中，它们对新臂的偏好较弱，探索也不够集中。重要的是，它们的游泳速度和总体活动正常，表明这些缺陷确实属于认知层面。综合结果将 JMY 在控制神经元生成、迁移与分支方面的作用，与支持空间学习与记忆的大脑回路联系起来。

为何这个蛋白重要

这项工作将 JMY 揭示为早期皮层发育的关键协调者。通过帮助神经祖细胞停止分裂、开始分化并按时向外迁移，JMY 有助于形成组织良好且枝状复杂的神经元层。当 JMY 缺失或减少时，这些步骤的时间安排和对齐被打乱，使皮层出现细微的错误连接，并削弱成年期的记忆表现。由于类似的发育过程紊乱已被关联到智能障碍和自闭症等状况，理解 JMY 及其与 p53 的协作可能为揭示早期分子事件如何影响终生大脑功能提供新线索。

引用: Chen, Xr., Chen, Zy., Qi, Sy. et al. Junction-mediating and regulatory protein (JMY) is a promoting protein for radial migration of cortical neurons. Cell Death Discov. 12, 123 (2026). https://doi.org/10.1038/s41420-026-02974-7

关键词: 皮层发育, 神经元迁移, JMY 蛋白, p53 信号通路, 空间记忆