大腦還是孩子狀態，可頭發已經禿了...你對大腦的成熟過程了解多少呢？

先前，哈佛大學的研究人員在《神經元》雜志發表的文章證實：大腦要到30歲才成熟。有網友戲稱：大腦還是個孩子，可頭發已經禿了...... 那么你對大腦的成熟又知道多少呢？

盡管在圍繞大腦發育有很多知識（例如，神經發生，神經元遷移和有絲分裂后分化），但人們對這段時期后大腦如何成熟以及成年后如何維持腦穩態的了解還很少。

近日，北卡羅來納大學醫學院（UNC School of Medicine）的研究團隊確定了一種被稱為microRNA-29的分子，它是哺乳動物大腦成熟的強大控制因子。該研究發表在《Cell Reports》，題為“MicroRNA-29 is an essential regulator of brain maturation through regulation of CH methylation”。他們發現，小鼠大腦中microRNA-29的缺失，或阻止microRNA-29靶向DNMT3A的敲除突變，會導致DNMT3A表達增加、CH甲基化程度升高、以及抑制與神經元活動等相關的基因。

MicroRNA是細胞內調節基因表達的核糖核酸的短鏈。每個microRNA都可以直接與其他特定基因的RNA轉錄物結合，從而阻止其被翻譯成蛋白質。因此，miRNA有效地充當了基因活性的抑制劑，典型的microRNA可以用這種方式調節多個基因，從而不會過度表達遺傳信息。

研究人員在成年小鼠大腦和年輕小鼠大腦活性比較中發現，一組microRNA脫穎而出。成年小鼠大腦中microRNA-29家族的水平比年輕小鼠大腦高50至70倍。

研究人員檢查了小鼠模型,并在大腦中刪除了microRNA-29家族的基因。他們觀察到，盡管這些小鼠是正常出生的，但它們很快就會出現一系列問題，包括重復性行為，活動過度以及其他在孤獨癥和其他神經發育障礙小鼠模型中常見的異常情況，嚴重的還會癲癇發作。

為了了解導致這些異常的原因，研究人員檢查了小鼠大腦中的基因活性，并將其與具有microRNA-29的小鼠大腦中的活性進行了比較。不出所料，當microRNA-29不再抑制許多基因的活性時，它們的基因活性更高。但是科學家出乎意料地發現了與腦細胞相關的大量基因，這些基因在microRNA-29缺失的情況下活性較低。       

     右圖，microRNA-29缺陷型小鼠的重要酶DNMT3A顯著增加（淺藍色）

于是，科學家們得到解釋：MicroRNA-29通常阻斷的目標基因之一是被稱為DNMT3A酶的基因。這種酶將一種叫做CH-甲基化的特殊化學修飾作用于DNA上，從而使附近的基因沉默。在小鼠大腦中，DNMT3A的基因活性通常在出生時就升高，然后在幾周后急劇下降。科學家發現，抑制DNMT3A釋放的microRNA-29通常是導致這種急劇下降的原因。

因此，在大腦中缺乏microRNA-29的小鼠中，DNMT3A沒有被抑制，CH-甲基化過程異常地繼續進行，取而代之的是許多應該活躍的腦細胞基因繼續被抑制。這些基因中的一些以及DNMT3A本身的基因，在已經被發現的患有神經發育障礙（例如自閉癥，癲癇和精神分裂癥）的個體中缺失或突變。

為了確認DNMT3A的作用，科學家們創建了一個獨特的小鼠模型，該模型可防止microRNA-29抑制DNMT3A，但不影響microRNA-29的其他靶點。結果表明：DNMT3A的釋放會導致許多問題，例如癲癇發作和早期死亡，就像在沒有miR-29的小鼠中看到的那樣。

這些發現闡明了在大腦發育后期一個至關重要的過程：關閉DNMT3A，以釋放許多原本在成年腦中更為活躍的基因。

Mohanish Deshmukh博士說：“這些結果首次確認了microRNA-29是CH-甲基化的重要調節因子，并揭示了為什么將CH-甲基化限制在一個關鍵時期對正常的腦成熟是重要的。”并且更廣泛地講，他們正在研究如何在兒童期調節microRNA-29的活性以改善其健康狀況。調整大腦功能，從而賦予人類獨特的個性。