SCIENCE：人类大脑大小的决定因素是什么？

原发性小脑萎缩症是一种以头围大幅缩小为特征的神经发育疾病。

遗传性的原发性小头综合征通常只涉及单基因突变。研究这些基因已经揭示了神经发生和人类大脑大小控制的关键机制。使用的该组织筛选方法，研究人员已经提高了筛选通量，并测试173个小脑萎缩症候选基因，揭示出25个基因参与了已知和未定性的小脑萎缩症相关途经。目前，已有27个基因被发现与小脑萎缩症相关，其中中心粒/纺锤体生物发生和DNA损伤反应代表了两条最常见的途径，受到了负面影响。

临床基因组测序数据已将另外100多个基因与该病联系起来，其中大部分基因尚未被深入研究。

研究这些基因在大脑发育和小头症中的作用是复杂的，并且缺乏合适的模型系统。人类二维细胞培养和小鼠模型往往不能完全重现患者表型。人类三维（3D）脑器官提供了一个机会，使我们可以在人类组织背景下详细研究小脑萎缩基因。

然而，大脑类器官还是存在以下几个缺点。在其中敲除单个基因功能是耗时的，因此比较大量的候选基因是目前不能实现的，此外，在3D模型中，系统的功能丧失（LOF）方法是不可用的。

最近，研究人员在SCIENCE杂志发文，报导其开发了一个人脑组织LOF测定方法，可用于高通量筛选。其建立了在异源组织进行细胞分辨率级别的CRISPR-LIneage追踪方法（CRISPR-LICHT），使平行LOF研究在人类大脑类器官组织可行。

使用该组织筛选方法，研究人员已经提高了筛选通量，并测试173个小脑萎缩症候选基因，揭示出25个基因参与了已知和未定性的小脑萎缩症相关途经。

尤为重要的是，研究人员证明，IER3IP1调节着对组织完整性至关重要的未折叠蛋白反应（UPR）和细胞外基质（ECM）蛋白分泌，其失调会导致小头症。

因此，该人体组织筛查技术可以识别小头症基因和脑大小控制的相关机制。

参考文献：

Christopher Esk et al. A human tissue screen identifies a regulator of ER secretion as a brain size determinant. SCIENCE (2020). DOI: DOI: 10.1126/science.abb5390

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