发育和成体神经发生是神经系统发育的核心事件,对理解大脑功能的产生,维持和进化等自然科学基础性问题有着重要意义。发育和成体神经发生的细胞基础分别是胚胎神经前体细胞和成体神经干(前体)细胞。目前研究组主要以斑马鱼视觉神经系统为研究对象,利用分子遗传学,物理光学和数学模型等多种手段,主要研究视觉神经组织中神经干(前体)细胞的生长行为,及其衍生的神经通路的功能。

  成体神经干细胞的胚胎源性    胚胎神经前体细胞是成体神经干细胞产生的细胞源头。在神经系统的发育过程中,胚胎神经前体细胞可以分化为各类神经元和胶质细胞,同时也能够通过某种未知的机制生成能够“永生”的成体神经干细胞。对于这种未知的细胞命运选择机制的研究不仅可以揭示对维持干细胞的外部微环境,也将加深理解成体和胚胎干(前体)细胞内在演变的细胞分子机制。最终将为通过合成生物学手段实现各类组织特异干细胞的体外构建提供实验基础。

  神经发生的时间控制机制    神经组织的神经细胞数量和组成是通路功能生成的细胞基础。其中,神经干细胞在休眠态,增殖态和分化态间切换的基因基础和生理调控机制是实现这一细胞基础的一个核心问题。该研究将提供神经发生时间性的细胞分子基础,并对众多与发育相关的疾病和脑肿瘤发生的细胞机制提供有益的线索。

  发育细胞谱系衍生神经通路的功能    经通路功能生成的发育基础是神经科学中一个核心命题。在细胞水平上,神经组织是由一群神经前体细胞增殖和分化而成。在发育过程中,单个神经前体细胞生成各自的细胞谱系。这些细胞谱系含有不同数量和类型组合的神经细胞,并且这些细胞联接成的神经通路。在组织水平上,所有这些单细胞衍生的细胞谱系及本地通路加合在一起就构成完整的神经组织及其神经回路。研究组将主要研究视网膜和光顶盖细胞谱系衍生通路的功能,以期回答神经发育中的两个基础性问题:神经细胞命运决定和神经通路功能的发育基础。

何 杰 博士

研究组组长;研究员