解鎖小頭症：肌動蛋白突變如何阻止大腦生長
「我們的分析清楚地表明，祖細胞分裂方向的改變是導致大腦尺寸縮小的決定性觸發因素。」 – Michael Heide，德國靈長類動物中心。
一項突破性的研究揭示了肌動蛋白基因突變如何擾亂早期大腦發育，導致小頭症。透過使用人類大腦類器官，科學家們發現這些突變會改變祖細胞中的細胞分裂方向，從而阻礙整體大腦生長。這項發現為大腦畸形的遺傳基礎以及未來治療干預的潛在途徑提供了新的見解。
子段落標題1: 肌動蛋白突變會擾亂大腦祖細胞中的細胞分裂，導致小頭症。
肌動蛋白，作為細胞骨架的重要組成部分，在細胞分裂、形狀維持和運動中扮演著關鍵角色。這項研究聚焦於Baraitser-Winter 症候群，這是一種罕見的遺傳疾病，通常伴隨小頭症。研究團隊利用從Baraitser-Winter 症候群患者身上取得的皮膚細胞，誘導其轉變為誘導性多能幹細胞 (iPSCs)。接著，他們利用這些 iPSCs 培養出大腦類器官，模擬早期大腦的發育過程，從而觀察肌動蛋白突變的影響。值得注意的是，研究人員觀察到帶有突變肌動蛋白基因的類器官比健康的對照組小約 25%。這項發現強烈暗示了肌動蛋白在正常大腦發育中的重要性。
子段落標題2: 頂端祖細胞與基底祖細胞的比例在突變類器官中失衡。
大腦皮層的發育是一個高度精密的過程，其中頂端祖細胞（apical progenitors）和基底祖細胞（basal progenitors）扮演著至關重要的角色。頂端祖細胞主要負責自我複製，產生更多的祖細胞，同時也分化成神經元。基底祖細胞則主要負責產生神經元。研究發現，在帶有肌動蛋白突變的類器官中，頂端祖細胞的數量減少，而基底祖細胞的數量增加。這種比例失衡表明，肌動蛋白突變改變了細胞分裂的時機和結果，從而影響了大腦組織的發育。簡單來說，就是「生產線」上的「原料」減少了，最終導致「產品」的產量下降，也就是大腦尺寸縮小。
子段落標題3: 肌動蛋白突變會改變頂端祖細胞中細胞分裂的方向。
正常情況下，細胞分裂主要以直角方向進行。然而，研究人員觀察到，在肌動蛋白突變的影響下，細胞分裂更多地以水平和傾斜的角度進行。這種分裂方向的改變，阻止了頂端祖細胞的自我更新，並導致其更多地轉化為基底祖細胞。想像一下，原本應該向上堆疊的積木，因為角度歪斜而倒塌，無法形成穩固的結構，最終導致整體結構矮小。這正是肌動蛋白突變如何影響大腦發育的生動比喻。
子段落標題4: 心室表面的細微結構缺陷導致細胞分裂方向的改變。
研究團隊透過電子顯微鏡觀察，發現突變細胞在心室表面存在細微的結構缺陷，表現為細胞形狀不均勻以及細胞連接處微管蛋白水平升高。雖然整體細胞結構保持不變，但這些微小的異常足以永久性地改變細胞在分裂過程中的方向。這些細微的變化，就像是機器中的一個小齒輪出現了偏差，最終導致整個機器的運作失靈，進而影響大腦的正常發育。
子段落標題5: CRISPR/Cas9基因編輯技術證實了肌動蛋白突變是罪魁禍首。
為了確認肌動蛋白突變是導致這些發育缺陷的原因，研究人員使用了 CRISPR/Cas9 基因編輯技術。他們將相同的突變引入健康的幹細胞中，結果發現也出現了相同的缺陷，從而證明了肌動蛋白突變的關鍵作用。這個實驗就像是科學偵探找到了確鑿的證據，證明了肌動蛋白突變就是導致小頭症的元凶。
子段落標題6: 這項研究的發現對診斷和潛在的治療干預具有重要意義。
這項研究不僅有助於對患者的基因檢測結果進行分類，還為未來針對肌動蛋白和微管蛋白的藥物開發提供了新的見解。雖然在早期胎兒發育階段進行干預非常複雜，但影響肌動蛋白和微管蛋白之間相互作用的新藥，有可能在長期內提供治療途徑。這項研究的貢獻不僅在於揭示了小頭症的發病機制，更在於為未來的治療策略開闢了新的道路。
總而言之，這項研究利用人類大腦類器官，深入探討了肌動蛋白突變如何擾亂早期大腦發育，導致小頭症。研究結果不僅加深了我們對大腦畸形遺傳基礎的理解，也為未來開發新的治療方法提供了寶貴的線索。對於台灣的學者和研究生來說，這項研究不僅是生物醫學領域的一個重要突破，也為我們在神經科學、遺傳學和再生醫學等領域的研究提供了新的啟發和方向。
若想了解更多詳細資訊，可搜尋 “Unlocking Microcephaly: How Actin Mutations Halt Brain Growth” 相關論文。
Deutsches Primatenzentrum (DPZ)/German Primate Center. (2025, December 17).
Scientists reveal why some brains stop growing too soon. ScienceDaily. Retrieved
December 17, 2025 from www.sciencedaily.com/releases/2025/12/251216081939.htm\n—\n Story Source:
Materials provided by Deutsches Primatenzentrum (DPZ)/German Primate Center. Note: Content may be edited for style and length.
