灵长类动物脑中特殊类型细胞基因表达情况的分析

陈洪瑞

（烟台城市园林绿化有限公司，山东烟台 264001）

灵长类动物脑中特殊类型细胞基因表达情况的分析

陈洪瑞

（烟台城市园林绿化有限公司，山东烟台 264001）

目前，在灵长类动物不同物种基因表达的差异研究方面，学者大多忽视了特殊基因的表达情况。基于这种认识，本文对灵长类动物大脑与小脑的组织差异进行了分析，然后对横河候、猩猩和人类这三个物种脑中特殊类型细胞基因表达情况展开了探讨，从而为关注这一话题的人们提供参考。

灵长类动物脑；特殊类型细胞；基因表达

在5～7百万年前，人类和黑猩猩拥有同一祖先。经过了上百万年的进化，约5百万个碱基发生了插入、缺失和重复等情况，同时约3～5百万个碱基出现了突变，最终导致人类和黑猩猩有约1～2%的碱基不同。而人类与其它灵长类动物的最大区别在于大脑的发达程度，这与大脑基因经过融合、缺失等变化所表现出的特殊基因表达情况有关。因此，还应加强灵长类动物脑中特殊类型细胞基因表达情况分析，以便更好的探索这些基因参与人类大脑重要功能的过程。

1 灵长类动物大脑与小脑的组织差异分析

从现有研究来看，在基因表达分析方面，有关学者主要以恒河猴为检测对象对灵长类动物大脑与小脑组织中的高表达基因进行了分析。研究成果显示，其大脑和小脑中分别有785和807个高表达基因。而在额叶前皮层中，高表达基因与“记忆”、“行为”等高等认知功能有着紧密的关系，并且与神经推行性疾病有关。相较于小脑，大脑将产生更多的能量消耗[1]。所以在小脑中，基因可与离子转运，细胞表面受体将影响到信号转导，并且与小脑特殊功能关系不大。

2 灵长类动物脑中特殊类型细胞基因表达情况

2.1 大脑中特殊类型细胞基因

从大脑细胞组成上来看，其主要由灰质中的神经细胞和白质中的胶质细胞构成。从对灵长类动物脑展开的研究来看，额叶前皮层灰质中被发现的高表达基因有265个，而小脑皮层灰质中只有228个。从白质中细胞基因组成情况来看，额叶前皮层中拥有349个，小脑细胞中则只有329个。

2.2 额叶前皮层与小脑皮层特殊基因表达

在特殊基因表达上来看，额叶前皮层与小脑皮层共有1592个基因表达存在差异。对这些基因进行分析可以发现，这些基因将对灵长类动物的神经功能产生影响，如“神经元分化”、“神经营养因子信号传导”等。不同之处在于，额叶前皮层灰质中的特殊基因主要会对“神经转导”等功能产生影响，小脑皮层灰质中的特殊基因则会对“遗传信息处理”等功能产生影响。从白质中特殊基因表达情况来看，额叶前皮层白质中的特殊基因将在胶质细胞中得到富集，并且对“髓鞘”等功能产生影响。不同于额叶前皮层，小脑皮层白质中的特殊基因则会在神经细胞中富集，并对神经发育有关功能产生影响。此外，额叶前皮层中白质将在星状胶质细胞中富集，所以也存在有较多“缝隙连接”，能够对神经退行性疾病产生影响。但这一结论显然与现有医学研究结果存在一定的差异，因为“帕金森氏症”等神经疾病都是由神经逐渐衰退引起，并非发现胶质细胞功能存在缺陷。

2.3 灵长类动物脑中的特殊基因表达

对人类、恒河猴和猩猩这三种灵长类动物脑中基因表达情况进行分析可以发现，猩猩和恒河猴的基因表达并未存在显著差异，但人类与其他灵长类动物基因表达有显著差异，这些基因则为人类特有基因。目前，在人类、恒河猴和猩猩这三种灵长类动物脑中，分别在额叶前皮层找到了702、259、55个特殊基因，在小脑皮层则分别找到了260、460、55个特殊基因。不同于其他两个物种，人类额叶前皮层中拥有的特殊基因数量为小脑皮层的三倍有余。从与年龄有关的特殊基因表达情况来看，在人类额叶前皮层灰质和白质中，高表达基因分别有73和19个。在小脑皮层中，分别有7和3个。在恒河猴额叶前皮层灰质和白质中，高表达基因分别有10和6个。在小脑皮层中，分别有8和3个。在猩猩额叶前皮层灰质和白质中，高表达基因只存在于灰质中，并且只有3个。在小脑皮层中，分别有1和3个。因此，相比较而言，人类脑中特殊基因能够得到更好的富集，从而对人类大脑功能产生了更加显著的影响[2]。此外，从有关分析结果来看，已经发现的人类脑中特殊基因与神经功能和“信号转导”等功能有关的基因达73个。但是，人类大脑灰质中也富集有“长时程增强”这一特殊基因，与“阿尔茨海默氏症”有着密切的关系。正因为如此，目前只有人类患有该病症。

3 结论

通过分析可以发现，在人类特殊社会行为和认知活动中，脑中特殊类型细胞都会对人类产生重要影响。而相较于恒河猴和猩猩等其他灵长类动物，人类这些细胞中富集了大量的特殊基因，最终使得人类的行为与其它灵长类动物得到了显著区分。此外，相较于小脑皮层，人类额叶前皮层中富集的特殊基因更多。而这样的研究结论符合人类认知功能与额叶前皮层功能存在密切联系的结论，能够进一步解释人类基因与人类行为表达之间的关系。因此，相信本文对灵长类动物脑中特殊类型细胞表达情况展开的分析，能够为相关研究的开展带来一些启示。

[1] 浦懋懋，姚俊，曹新.基因组学：揭秘人类特有遗传变异对大脑皮层进化与发育的影响[J].遗传，2016，（11）：957-970.

[2] 柳娇娇，李宏军，焦艳梅.猴免疫缺陷病毒感染引起以天然免疫为主的部分基因表达情况[J].北京医学，2015，（9）：882-884.