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神經細胞是除海綿和扁盤動物以外的所有動物神經組織的主要組成部分?？茖W家認為產生電信號的能力最早出現在 7 億年前，而在最新的研究中，科學家通過對扁盤動物進行“細胞普查”，發現這種起源于 8 億年前的動物體內的肽能細胞可能就是神經細胞的前身。

文| 聞靜

神經細胞是特殊的細胞，具有一些其他所有真核細胞共有的結構，例如細胞體、細胞核、光滑粗糙的內質網、高爾基體、線粒體和其他細胞成分。此外，神經細胞還有一些獨特的結構，如樹突和單個軸突。神經細胞通過突觸與其他細胞進行通信，通常使用微量化學神經遞質等將電信號從突觸前神經元通過突觸間隙傳遞到靶細胞。

神經細胞的多樣性及其起源一直是發育神經生物學的核心問題之一。近日，發表于《細胞》（Cell）的一篇文章顯示，扁盤動物身體中的多種肽能細胞可能是神經細胞的前身。這些肽能細胞獲得了新的基因模塊，能夠產生快速電信號，而產生電信號的能力是神經系統進化的關鍵一步。

繪制扁盤動物的細胞圖譜

大多數動物都是兩側對稱動物，除了海綿、桎水母、扁盤動物和刺胞動物。其中，扁盤動物是一種沒有組織和器官、更沒有神經系統的多細胞動物，形狀、大小、運動方式都神似變形蟲，因此，又被稱為多細胞變形蟲。扁盤動物為認為是地球上最簡單的動物。

在新研究中，科學家主要分析了 4 種扁盤動物，利用前沿的高通量染色質分析和單細胞基因組學技術，并結合先進的計算方法，繪制出了扁盤動物的細胞圖譜。在新圖譜中，科學家根據基因表達的特征，詳細標注出了四種扁盤動物的所有細胞類型，每種類型有什么作用，以及這些細胞之間如何協同工作。

此前的研究顯示，組成扁盤動物的幾千個細胞，按照形態可主要分為 9 種類型，但是，新圖譜顯示，在 9 種主要細胞類型之外，還有許多“中間類型”的細胞，這些細胞維持著不同類型的細胞在生長、分裂、分化中保持平衡。

值得注意的是，還有一些既不是 9 種主要類型的細胞、也不屬于中間類型的特殊細胞。這些細胞能分泌出小片段的肽，研究人員稱之為“肽能細胞”（peptidergic cell）。在新研究中，科學家一共找到了 14 種不同的肽能細胞。

肽能細胞與神經細胞的相似之處

遺傳學分析和顯微鏡篩選顯示，這些肽能細胞的行為和神經細胞類似，可以通過釋放肽信號來協調扁盤動物的行為。扁盤動物細胞之間的相互交流利用了一套特殊的蛋白：GPCR（G 蛋白偶聯受體）——GPCR 檢測到細胞外的信號分子后，便在細胞內啟動一系列反應。肽能細胞表達的神經肽便可作為激活 GPCR 的外部信號。

另外，科學家還發現肽能細胞和神經細胞在其他方面也具備相似之處。一是這些細胞的分化過程，包括接收到的發育信號，與新生神經元的形成過程十分相似。

二是，肽能細胞成套表達的許多基因，或者稱基因模塊，是神經元突觸前（pre-synaptic）結構所必需的。突觸是神經元網絡的信息傳輸節點，突觸前構成了信息輸出端，突觸后則是信息輸入端。扁盤動物的細胞缺少突觸后的組件，但肽能細胞已經初具突觸前的雛形。

神經系統是多樣性發展的嗎？

先前的研究顯示，現代神經細胞起源于 6.5 億年前的櫛水母（與扁盤動物同為費兩側對稱動物）?！皺彼赣猩窠浘W絡，與我們自己的神經網絡有關鍵的區別和相似之處?！蔽恼碌淖髡咧?Xavier Grau-Bové 說。

而神經細胞與肽能細胞的相似之處也讓科學家們震驚?！氨獗P動物的肽能細胞與原始神經細胞有許多相似的地方，盡管兩者還不一樣。我們仿佛看到了演化長途的一個中間過程?！蔽恼碌淖髡咧?Sebastián R. Najle 說。

科學家猜測，神經細胞的“祖先”可能與如今扁盤動物分泌肽段的肽能細胞十分相像，它們利用神經肽交流，后來具備了創建突觸后結構的新基因模塊，形成了軸突和樹突的結構，還裝備了可以快速產生電信號的離子通道，最終誕生了現在的神經細胞 —— 為人類引以為傲的大腦奠定基礎。

“神經細胞是經歷了一種演化過程，然后分化，還是并行地進行了不止一種的演化過程？還是說，不同動物的神經系統有不同的起源？這些都是懸而未決的問題，仍有待解決?！盭avier Grau-Bové 說。

參考文獻：

• https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.08.027

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的脑细胞源自海中的扁形动物？科学家发现 8 亿年前的神经细胞前身的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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