弓状亚脑室区的扩张支持有脑回哺乳动物出生后皮层中间神经元的迁移

这篇开创性研究揭示了新生儿有脑回（gyrencephalic）大脑中存在一个独特的弓状亚脑室区（Arc），该区域通过复杂的细胞结构和分子多样性支持多种皮层中间神经元（GABAergic interneurons）的出生后迁移。研究结合转录组学（snRNA-seq）和三维成像技术，证实Arc结构是人类、灵长类和猪等有脑回物种的特有发育特征，其产生的神经元主要靶向前额叶、扣带回和颞叶皮层，并显著增加这些区域血管活性肠肽阳性（VIP+）神经元密度。这一发现为理解高等哺乳动物皮层发育的进化机制和神经精神疾病（如自闭症谱系障碍）的病理基础提供了新视角。

弓状亚脑室区：有脑回大脑的神经元迁移枢纽

A ventricular niche of GABAergic neurons in neonatal brains
磁共振成像（MRI）显示，人类和猪等有脑回物种的新生儿大脑中，侧脑室壁存在一个细胞密集的弓状亚脑室区（Arc），其面积与皮层折叠指数（GI）显著相关。组织学分析发现，Arc由四层结构组成：紧贴脑室的DCX⁺细胞（tier 1）、分散的迁移神经母细胞（tier 2）、血管周围聚集的细胞群（tier 3）以及向皮层方向延伸的细胞簇（tier 4）。相比之下，平滑脑（lissencephalic）的狨猴和小鼠仅保留tier 1结构。单分子荧光原位杂交（smFISH）证实，人类和猪Arc中79-85%的DCX⁺细胞表达GABA能神经元标志物GAD1，其中20%共表达DLX2。

Molecular diversity of GABAergic neurons in neonatal brains
单细胞核RNA测序（snRNA-seq）在人类妊娠晚期Arc中鉴定出15种细胞类型，其中71%为GABA能神经元。这些神经元呈现明显的胚胎神经节隆起（GE）起源特征：MGE相关亚群高表达LHX6和MAF1，CGE相关亚群表达COUP-TFII和PROX1，LGE相关亚群则富集FOXP2和MEIS2。值得注意的是，2%的细胞为抑制性中间祖细胞（In-IPC），其同时表达增殖标志物TOP2A和迁移相关基因DCX。通过整合胚胎期数据集发现，Arc神经元主要分化为皮层中间神经元，其中MGE来源细胞分化为PV⁺/SST⁺神经元，CGE来源细胞则形成VIP⁺/CALB2⁺群体。

Emergence of postnatal migratory streams from the Arc
光片显微成像技术捕捉到猪脑Arc神经元的动态迁移过程：背侧流以单个细胞形式径向迁移至扣带回皮层（CC），平均速度达8.82 µm/h；腹侧流则形成细胞簇，沿血管基质向颞叶皮层（TC）迁移。活体成像显示，迁移至皮层的神经元会逐渐发育出复杂树突形态。空间转录组分析揭示，背侧流富含表达CXCR4的NKX2.1⁺神经元，而腹侧流中COUP-TFII⁺SP8⁺细胞高表达VLDLR，暗示Reelin信号通路的差异调控。

Distinct neuronal composition in postnatal migratory streams
HiPlex多重荧光原位杂交在迁移流中鉴定出6类抑制性神经元亚型，其中COUP-TFII⁺亚型占70%，主要分布在腹侧流。值得注意的是，人类Arc中32%的DCX⁺细胞为MGE来源（猪仅9%），这可能解释人类扣带回皮层更丰富的SST⁺神经元分布。邻近分析显示，腹侧流细胞间相互作用强度是背侧流的3倍，这与它们形成细胞簇的迁移模式一致。

Regional postnatal change in cortical interneuron composition
成年人类和猪脑的定量分析显示，Arc靶向区域（CC和颞上回STG）的VIP⁺神经元密度显著高于非靶向区（枕叶皮层OC），其中人类CC的VIP⁺细胞密度可达OC的2.3倍。这种区域特异性扩张在平滑脑的狨猴中未观察到，提示Arc可能是高等哺乳动物进化出的特殊发育结构。

Discussion
该研究首次系统阐释了Arc作为有脑回物种特有的"神经元孵化器"，通过延长神经发生时间窗和拓展迁移路径，为高级认知皮层提供大量VIP⁺中间神经元。这些发现为理解自闭症等神经发育疾病中皮层抑制环路异常提供了新机制，也为基于猪模型的转化医学研究奠定了理论基础。未来研究可进一步探索Arc微环境如何调控神经元命运决定，以及缺氧缺血等围产期损伤对其功能的影响。