2026年4月22日，我院《生物科学现状与未来》名师引领课第八讲在八里台校区范孙楼报告厅举行。yl7703永利集团教授、博士生导师吕晓辉老师应邀作题为《大脑新皮层的结构与功能组装》的专题报告，带领师生走进大脑这一最为神秘的器官，系统讲解了大脑新皮层从细胞产生到神经网络构建的精细过程，并进一步阐释了该过程发生紊乱所导致的脑发育疾病的致病机制。

课程伊始，吕晓辉老师从神经干细胞的发育行为讲起。他指出，大脑新皮层作为神经系统的最高级中枢，其形成始于神经干细胞的增殖与分化。在胚胎发育早期，神经干细胞通过对称分裂实现大量扩增，随后逐步转变为不对称分裂，有序产生神经元和胶质细胞。新生神经元按照“由内而外”的规则进行层状排列：早期产生的神经元定位于深层，晚期产生的神经元则迁移至浅层，最终形成高度有序的皮层结构。这一系列在时空上高度协调的细胞行为，奠定了大脑正常发挥高级功能的结构基础。

课程中段，吕老师聚焦于神经元如何相互识别并精确“定位”到大脑中正确空间位置的问题。他介绍了一类极具特点的分子家族——集簇性原钙粘蛋白家族，该家族成员通过随机组合形成独特的“分子标签”。当携带相同标签的神经元相遇时，更容易产生相互排斥作用，从而促使神经纤维均匀分散，避免过度聚集。吕老师还展示了利用双荧光标记嵌合分析技术追踪神经干细胞及其子代细胞的研究结果，发现集簇性原钙粘蛋白分子家族在大脑新皮层兴奋性神经元中的表达模式与其发育时序和空间位置密切相关。这些发现揭示了大脑皮层神经元空间排布的深层规律。

随后，吕晓辉老师将视角转向神经发育疾病，特别是自闭症谱系障碍。研究显示，多个常见自闭症高风险基因的缺失，均会导致神经元空间排布紊乱、皮层精细结构异常，并伴随神经元之间神经环路连接的显著削弱。进一步研究表明，在这些突变模型中，前述集簇性原钙粘蛋白家族的表达出现明显紊乱。通过基因修复，研究团队成功恢复了正常的神经元排布，并显著改善了自闭症相关的重复刻板行为及社交障碍。这些结果提示，该分子家族可能是多个自闭症致病基因下游共有的核心分子通路。

课程尾声，吕老师介绍了利用人源脑类器官进行验证的最新研究进展。研究团队采用自闭症患者来源的诱导多能干细胞构建脑类器官，成功再现了动物模型中观察到的神经元结构表型，并检测到一致的分子表达变化，为未来靶向干预策略的开发提供了有力支持。吕老师勉励同学们，从基础机制解析到疾病模型构建，再到潜在治疗策略探索，脑科学研究正不断为攻克脑重大疾病带来新的希望。

 在课堂提问环节，同学们围绕脑类器官、自闭症相关分子靶点、神经元排布规律等话题踊跃提问，吕老师一一进行了深入细致的解答。课后交流中，大家纷纷表示，这堂课让自己对大脑新皮层的发育逻辑和自闭症的分子机制有了全新的认识，也进一步激发了探索脑科学的热情。（摄影：罗廷乐）