生物通报道：著名的神经生物学家蒲慕明教授2009年当选美国国家科学院院士，2011年当选中国科学院院士。现任中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所所长，近期其研究组与澳大利亚昆士兰大学的研究人员合作，发表了题为“Axon position within the corpus callosum determines contralateral cortical projection”的文章，揭示了轴突在胼胝体内的有序分布是胼胝体等位投射的主要决定因素。

这一研究成果公布在《美国国家科学院院刊》（PNAS）杂志上，由博士研究生周静等在蒲慕明研究员的指导下完成，研究得到了科技部“973”项目的资助。

哺乳动物脑内最大的纤维束是胼胝体，它连接大脑两个半球之间相对应的区域。然而, 这种特异的拓扑结构在发育中是如何形成的, 至今还不清楚。周静等研究人员发现，轴突在胼胝体中的位置决定了发育早期其向对侧脑区投射的次序。

在这篇文章中，研究人员通过标记皮层相邻两个脑区初级运动皮层与初级感觉皮层的胼胝体轴突，发现这两个脑区的轴突有序地排布在胼胝体中，靠中线皮层的胼胝体轴突位于胼胝体的背侧，过中线后，投射到对侧靠中线的皮层区域。

之后研究人员又通过对轴突导向因子semaphorin3A (Sema3A)或者其受体neuropilin-1 (Nrp1)进行基因操作，发现其胼胝体中轴突的秩序被完全打乱了。尽管轴突秩序被打乱，但是轴突在胼胝体中的位置仍然决定其向对侧脑区的投射顺序。由此而导致产生的大量异位投射会持续到小鼠生后30天（P30），野生型小鼠在这个时期已经完成了对胼胝体异位投射的修剪。这首次揭示了轴突在胼胝体内的有序分布是胼胝体等位投射的主要决定因素。

关于神经轴突，去年蒲慕明教授还与台湾中央研究院的郑佩玲博士概况了神经细胞极化过程中轴突和树突形成的相关研究，分析了这些依赖于来自有丝分裂神经细胞的内源性细胞质不对称性，以及外在化学因素和环境所导致的各向机械力的作用不对称的极化过程。

为了更好地描绘了多种影响轴突/树突形成的细胞成分之间的早期信号的功能，他们探讨了不同因素，调控因子的角色，功能和相关机制，分析了这些组件对轴突/枝两极分化的选择性作用。

除此之外，这两位研究人员还分析了这些涉及催化激活局部和远程抑制轴突/枝形成的早期事件是否参与了图灵说描述的，生物形态的图案问题。（生物通：万纹）

原文摘要：

Axon position within the corpus callosum determines contralateral cortical projection

 How developing axons in the corpus callosum (CC) achieve their homotopic projection to the contralateral cortex remains unclear. We found that axonal position within the CC plays a critical role in this projection. Labeling of nearby callosal axons in mice showed that callosal axons were segregated in an orderly fashion, with those from more medial cerebral cortex located more dorsally and subsequently projecting to more medial contralateral cortical regions. The normal axonal order within the CC was grossly disturbed when semaphorin3A/neuropilin-1 signaling was disrupted. However, the order in which axons were positioned within the CC still determined their contralateral projection, causing a severe disruption of the homotopic contralateral projection that persisted at postnatal day 30, when the normal developmental refinement of contralateral projections is completed in wild-type (WT) mice. Thus, the orderly positioning of axons within the CC is a primary determinant of how homotopic interhemispheric projections form in the contralateral cortex.
 

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