長久以來，發育生物學常用一個圖像去理解大腦形成：一群早期神經祖細胞，隨住發育逐步分化，最終建構大腦各個主要區域。不過，史丹福醫學院主導、9月18日刊於《Nature Neuroscience》的研究提出另一個可能：大腦前部與後部，可能一開始已經由兩群不同、命運較早確立的祖細胞形成。1

關鍵改寫：唔係一條主幹分叉，而係兩條路並行

研究人員描述了兩群早期神經外胚層細胞：

• 表達 Otx2 的細胞，形成較前方的神經區域，日後發育成前腦及中腦；
• 表達 Gbx2 的細胞，形成較後方的神經區域，日後發育成後腦。1

重點不只在於 Otx2 和 Gbx2 分別標記不同腦區。研究的解讀是：兩者代表不同的發育起點，而非同一種通用神經祖細胞在不同時間經過的暫時階段。1

這亦重新理解了中腦與後腦之間的分界。Otx2 與 Gbx2 的表達邊界，本來已是發育生物學的重要概念；新研究認為，這道邊界或反映一個更早、也更根本的祖細胞身分分流。

Otx2 同 Gbx2 點解咁重要？

在研究所觀察的早期發育程序中，表達 Otx2 與表達 Gbx2 的細胞彼此互斥。簡單講，兩群細胞各自沿住不同的基因調控程序發展：

• Otx2 程序支持前方身分，最終形成前腦及中腦；
• Gbx2 程序支持後方身分，最終形成後腦。1

研究亦發現兩群細胞有不同的染色質狀態。染色質會影響 DNA 哪些片段較容易被讀取和使用；當染色質配置不同，細胞可以啟動的發育程序亦會不同。作者據此認為，兩類細胞很早已傾向各自的區域命運。1

橫跨多個物種，指向一個演化上的推論

團隊在小鼠、雞、斑馬魚、獼猴及橡實蠕蟲中，均報告了可比較的發育模式。基於這種跨物種的共通性，研究人員提出：脊椎動物大腦可能結合了兩套非常古老、在演化過程中匯合的神經系統。1

不過，這是一個由發育和比較證據引出的演化推論，不等於成年大腦在解剖或功能上真係兩個完全獨立的器官。較準確的理解是：大腦前方和後方的區域，可能保留了相當深層而不同的發育歷史。

點解以往難以培養後腦神經元？

這個「兩條細胞系譜」模型，也為幹細胞研究的一個實際難題提供合理解釋。

如果實驗室一開始培養出的祖細胞，已經踏入與 Otx2 相關的前腦／中腦路線，之後再要求它們變成後腦細胞，就可能同既有的基因調控狀態相衝突。換言之，問題未必只係「推得唔夠力」，而是起步時已經揀錯了發育路線。

新研究反過來跟隨早期、與 Gbx2 相關的正確路徑。史丹福醫學院表示，研究人員因此能在培養皿中生成人類後腦神經元，讓科學家可研究來自大腦後部細胞的功能。1

這種做法的價值在於，愈能重現正確發育歷程的細胞，通常愈適合作為疾病模型。研究人員可以利用這些細胞，觀察與疾病有關的變化如何影響特定神經元。

對運動神經元疾病研究有咩意義？

後腦的運動神經元參與控制多項顱部功能，包括面部活動、吞嚥和呼吸所需的肌肉。因此，如能從人類多能幹細胞培養這類細胞，或可協助研究脊髓性肌肉萎縮症（SMA）及肌萎縮性脊髓側索硬化症（ALS）等會影響相關神經元的疾病。

短期內，這項成果的主要用途是疾病建模與實驗性藥物測試，並非已經證實的治療方法。研究確實為再生醫學提供了方向，但尚未展示治療性移植或臨床上的神經再生效果。1

最實際的啟示：要造邊個腦區細胞，起步就要啱

這項研究改變了腦細胞工程的一個基本問題。與其把神經祖細胞當成萬用材料，之後才強行推向任何腦區，研究人員可能要由一開始就選對相應的早期細胞系譜。

對後腦研究而言，意思就是從 Gbx2 相關的發育路線開始。若這個模型日後獲更多研究支持，培養出來的後腦神經元有望成為更貼近真實情況的工具，用於理解疾病和測試干預方法。1

長久以來，發育生物學常用一個圖像去理解大腦形成：一群早期神經祖細胞，隨住發育逐步分化，最終建構大腦各個主要區域。不過，史丹福醫學院主導、9月18日刊於《Nature Neuroscience》的研究提出另一個可能：大腦前部與後部，可能一開始已經由兩群不同、命運較早確立的祖細胞形成。1

關鍵改寫：唔係一條主幹分叉，而係兩條路並行

研究人員描述了兩群早期神經外胚層細胞：

• 表達 Otx2 的細胞，形成較前方的神經區域，日後發育成前腦及中腦；
• 表達 Gbx2 的細胞，形成較後方的神經區域，日後發育成後腦。1

重點不只在於 Otx2 和 Gbx2 分別標記不同腦區。研究的解讀是：兩者代表不同的發育起點，而非同一種通用神經祖細胞在不同時間經過的暫時階段。1

這亦重新理解了中腦與後腦之間的分界。Otx2 與 Gbx2 的表達邊界，本來已是發育生物學的重要概念；新研究認為，這道邊界或反映一個更早、也更根本的祖細胞身分分流。

Otx2 同 Gbx2 點解咁重要？

在研究所觀察的早期發育程序中，表達 Otx2 與表達 Gbx2 的細胞彼此互斥。簡單講，兩群細胞各自沿住不同的基因調控程序發展：

• Otx2 程序支持前方身分，最終形成前腦及中腦；
• Gbx2 程序支持後方身分，最終形成後腦。1

研究亦發現兩群細胞有不同的染色質狀態。染色質會影響 DNA 哪些片段較容易被讀取和使用；當染色質配置不同，細胞可以啟動的發育程序亦會不同。作者據此認為，兩類細胞很早已傾向各自的區域命運。1

橫跨多個物種，指向一個演化上的推論

團隊在小鼠、雞、斑馬魚、獼猴及橡實蠕蟲中，均報告了可比較的發育模式。基於這種跨物種的共通性，研究人員提出：脊椎動物大腦可能結合了兩套非常古老、在演化過程中匯合的神經系統。1

不過，這是一個由發育和比較證據引出的演化推論，不等於成年大腦在解剖或功能上真係兩個完全獨立的器官。較準確的理解是：大腦前方和後方的區域，可能保留了相當深層而不同的發育歷史。

點解以往難以培養後腦神經元？

這個「兩條細胞系譜」模型，也為幹細胞研究的一個實際難題提供合理解釋。

如果實驗室一開始培養出的祖細胞，已經踏入與 Otx2 相關的前腦／中腦路線，之後再要求它們變成後腦細胞，就可能同既有的基因調控狀態相衝突。換言之，問題未必只係「推得唔夠力」，而是起步時已經揀錯了發育路線。

新研究反過來跟隨早期、與 Gbx2 相關的正確路徑。史丹福醫學院表示，研究人員因此能在培養皿中生成人類後腦神經元，讓科學家可研究來自大腦後部細胞的功能。1

這種做法的價值在於，愈能重現正確發育歷程的細胞，通常愈適合作為疾病模型。研究人員可以利用這些細胞，觀察與疾病有關的變化如何影響特定神經元。

對運動神經元疾病研究有咩意義？

後腦的運動神經元參與控制多項顱部功能，包括面部活動、吞嚥和呼吸所需的肌肉。因此，如能從人類多能幹細胞培養這類細胞，或可協助研究脊髓性肌肉萎縮症（SMA）及肌萎縮性脊髓側索硬化症（ALS）等會影響相關神經元的疾病。

短期內，這項成果的主要用途是疾病建模與實驗性藥物測試，並非已經證實的治療方法。研究確實為再生醫學提供了方向，但尚未展示治療性移植或臨床上的神經再生效果。1

最實際的啟示：要造邊個腦區細胞，起步就要啱

這項研究改變了腦細胞工程的一個基本問題。與其把神經祖細胞當成萬用材料，之後才強行推向任何腦區，研究人員可能要由一開始就選對相應的早期細胞系譜。

對後腦研究而言，意思就是從 Gbx2 相關的發育路線開始。若這個模型日後獲更多研究支持，培養出來的後腦神經元有望成為更貼近真實情況的工具，用於理解疾病和測試干預方法。1