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京都大學等發現大腦形成過程中神經細胞的DNA會發生損傷,若殘留或將引發腦功能衰退

2026年07月24日 生物醫藥
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京都大學見學教授的團隊發現大腦形成階段中神經細胞會發生DNA損傷(京都市)

京都大學等的研究團隊在小鼠中發現,大腦形成過程中神經細胞的DNA會發生損傷。從幹細胞誕生的神經細胞在移動穿過狹窄的組織間隙時,細胞核的形態會發生大幅變形,承受的應力會導致DNA受損。

這類損傷後續能夠被正常修復。但若損傷殘留,則可能導致神經功能下降或疾病發病。相關研究成果已發表在英國科學期刊《Nature》上。

大腦皮層的表層分佈著數百億個神經細胞。由深層幹細胞產生的神經細胞需穿過緻密組織遷移至皮層。這一過程中推測會受到應力作用,但此前幾乎沒有在活體中直接觀察到相關情況的案例。

京都大學的見學美根子教授等人觀察了大腦皮層形成期小鼠中神經細胞的遷移過程。結果發現,細胞在狹窄組織中移動時,細胞核形態發生大幅變形,並確認到了內部DNA產生了雙鏈斷裂現象。

雙鏈斷裂已知是導致細胞死亡或癌變的原因之一。但在遷移結束、大腦皮層形成後,雙鏈斷裂會消失,腦組織恢復正常發育。

研究團隊還通過實驗再現了腦內狹窄通道,並讓神經細胞和癌細胞通過直徑小於細胞核的狹窄通道。已知癌細胞在狹窄空間中受壓也會發生DNA雙鏈斷裂。實驗結果顯示,癌細胞中核膜發生破裂,但神經細胞則未出現破裂。

癌細胞因核膜破裂,與細胞內的DNA分解酵素混合,導致DNA被切斷。而對神經細胞的研究發現,在細胞核內,為消除DNA超螺旋(或扭曲)的拓撲異構酶因受到應力而切斷了DNA。這類切斷集中在不影響基因功能的區域,並且會迅速被修復。

研究團隊製備了修復功能缺陷的小鼠,發現神經細胞在外觀上正常發育,但與發炎反應相關的細胞被激活,功能相關基因的表達下降。隨著年齡增長,小腦功能下降,出現了步態紊亂等障礙。

見學教授表示:「我們希望進一步明確DNA損傷在大腦基因組中具有怎樣的意義。」

原文:《日本經濟新聞》、2026/7/7
翻譯:JST客觀日本編輯部

【論文資訊】
期刊:Nature
論文:Confined migration induces non-lethal DNA damage in developing neurons
DOI:10.1038/s41586-026-10648-8