Research press release

神経科学：時間の経過とともに発達する脳の変化を解明する

Nature

ヒトおよびそのほかの哺乳類の発達中の脳に関する暫定的なアトラスを報告する、ブレイン・イニシアティブ・細胞・アトラス・ネットワーク（BICAN：BRAIN Initiative Cell Atlas Network）による一連の論文が、Nature に掲載される。これらのリソースは、単一細胞技術および空間解析技術を組み合わせ、脳細胞の種類が発達過程でどのように出現し、多様化し、および組織化されるかを追跡する。これにより、特定の神経発達障害や精神疾患の起源に関する知見が得られる。  

ヒトの脳には数千種類の異なる細胞が存在し、それらは複雑な発達過程を通じて形成される。しかし、これらのプロセスの多くは解析が困難であり、細胞状態も急速に変化するため、その解明は容易ではなかった。単一細胞ゲノミクスおよびイメージング技術の最近の進歩により、研究者はこれらの動態をより高解像度で捉えられるようになった。

BICANの研究者らは、高度な遺伝学的・計算ツールを用いて、幹細胞が専門化した神経細胞やグリア細胞へ分化する過程、発生過程における遺伝子活動の調節、および感覚経験や環境要因が脳細胞のアイデンティティーに与える影響を追跡した。著者らは、細胞タイプが固定された段階ではなく、重なり合う波のように出現すること、また、一部の発達過程が成人期や疾患時に再活性化され得ることを発見した。おもな知見には、脳腫瘍の一種である膠芽腫に関連する可能性のあるヒト前駆細胞の同定、および精神疾患の遺伝的リスクが集中する特定の時間窓の解明が含まれる。

「BICANによるこの一連の研究は、細胞タイプの静的な肖像を、発達する脳のダイナミックな物語へと変えた」と、同時掲載されるNews & Views記事でEmily Sylwestrakは記している。彼女はさらに、「これらのデータは、神経回路の構築と機能、あるいは疾患への感受性に対して因果関係を持つ発達時期と転写プロファイルを特定する将来の研究の基盤を築く」と付け加えている。

このコレクションは、包括的な発達脳アトラスの基盤構築に貢献する。この発見は、自閉症や統合失調症などの病態がいつ、どこで発生するかを特定する手助けとなり、脳オルガノイドや動物モデルの設計改善に寄与し、標的療法の戦略立案にも役立つかもしれない。全脳領域のサンプリングや多様なデータセットの統合には課題が残るものの、BICANによる継続的な取り組みがこれらの空白を埋め、脳発達の全貌解明に貢献すると期待される。

Collection: BICAN: A cell census of the developing human brain
https://www.nature.com/collections/gjdefhadcj

  • Perspective
  • Published: 05 November 2025

Nowakowski, T.J., Nano, P.R., Matho, K.S. et al. The new frontier in understanding human and mammalian brain development. Nature 647, 51–59 (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09652-1

Keefe, M.G., Steyert, M.R. & Nowakowski, T.J. Lineage-resolved atlas of the developing human cortex. Nature 647, 194–202 (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09033-8

Gao, Y., van Velthoven, C.T.J., Lee, C. et al. Continuous cell-type diversification in mouse visual cortex development. Nature 647, 127–142 (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09644-1

Corrigan, E.K., DeBerardine, M., Poddar, A. et al. Conservation and alteration of mammalian striatal interneurons. Nature 647, 187–193 (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09592-w

Zhang, D., Rubio Rodríguez-Kirby, L.A., Lin, Y. et al. Spatial dynamics of brain development and neuroinflammation. Nature 647, 213–227 (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09663-y

News & Views: Developmental maps of the brain trace when cell types emerge
https://www.nature.com/articles/d41586-025-03450-5

 

 

Draft atlases of the developing brain of humans and other mammals are presented in a collection of papers from the BRAIN Initiative Cell Atlas Network (BICAN), published in Nature. These resources combine single-cell and spatial technologies to track how brain cell types emerge, diversify, and organize during development, offering insights into the origins of certain neurodevelopmental and psychiatric conditions.  

The human brain contains thousands of distinct cell types that form through complex developmental processes. Understanding these processes has been challenging because many stages are difficult to investigate and because cell states change rapidly over time. Recent advances in single-cell genomics and imaging now allow researchers to capture these dynamics at a higher resolution.

Using advanced genetic and computational tools, researchers from the BICAN traced how stem cells become specialized neurons and glial cells, how gene activity is regulated during development, and how sensory experiences and environmental factors influence brain cell identity. They find that cell types emerge in overlapping waves, not in fixed stages, and that some developmental processes can be reactivated in adulthood or in disease. Key findings include the identification of a human progenitor cell that may be linked to glioblastoma, a type of brain cancer, and to specific time windows in which genetic risks for psychiatric disorders are concentrated.

“Taken together, this collection from the BICAN turns the static portrait of cell types into a dynamic story of the developing brain,” writes Emily Sylwestrak in an accompanying News & Views article. She adds, “These data lay the groundwork for future studies to identify which developmental windows and transcriptional profiles are causal for the assembly and function of neuronal circuits, or for susceptibility to disease.”

The collection helps to establish a foundation for comprehensive developmental brain atlases. The findings could help scientists to pinpoint when and where conditions such as autism and schizophrenia originate, improve the design of brain organoids and animal models, and could also inform strategies for targeted therapies. Although challenges remain in sampling all brain regions and integrating diverse datasets, ongoing efforts by BICAN aim to fill these gaps and deliver a complete picture of brain development.

Collection: BICAN: A cell census of the developing human brain
https://www.nature.com/collections/gjdefhadcj

  • Perspective
  • Published: 05 November 2025

Nowakowski, T.J., Nano, P.R., Matho, K.S. et al. The new frontier in understanding human and mammalian brain development. Nature 647, 51–59 (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09652-1

Keefe, M.G., Steyert, M.R. & Nowakowski, T.J. Lineage-resolved atlas of the developing human cortex. Nature 647, 194–202 (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09033-8

Gao, Y., van Velthoven, C.T.J., Lee, C. et al. Continuous cell-type diversification in mouse visual cortex development. Nature 647, 127–142 (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09644-1

Corrigan, E.K., DeBerardine, M., Poddar, A. et al. Conservation and alteration of mammalian striatal interneurons. Nature 647, 187–193 (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09592-w

Zhang, D., Rubio Rodríguez-Kirby, L.A., Lin, Y. et al. Spatial dynamics of brain development and neuroinflammation. Nature 647, 213–227 (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09663-y

News & Views: Developmental maps of the brain trace when cell types emerge
https://www.nature.com/articles/d41586-025-03450-5
 

doi: 10.1038/s41586-025-09652-1

英語の原文

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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