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为解析神经系统的进化起源，研究人员围绕刺胞动物神经元的亚型是如何随时间分化这一关键问题，开展了关于NvashA基因在Nematostella vectensis胚胎及浮浪幼虫期功能的研究。单细胞测序与功能实验证明，其神经分化呈现时序模式，这与两侧对称动物的神经发生机制一致，支持了复杂神经系统由具有相似时空分化策略的共同祖先进化而来的结论。
理解神经系统如何从简单走向复杂，是生命科学中一个引人入胜的谜题。刺胞动物（如海葵、水母）和包括人类在内的两侧对称动物，拥有看似天差地别的神经系统：一方是相对弥散的神经网络，另一方则是高度集中的大脑和脊髓。科学家们猜想，如此迥异的构造是否源自同一个“蓝图”？此前的研究已发现，在神经诱导、祖细胞选择和空间模式构建等早期环节，两者共享着一些保守的分子机制，这为它们拥有共同祖先提供了线索。然而，一个关键问题仍然悬而未决：在刺胞动物相对简单的神经网络中，丰富多样的神经元亚型（如感光神经元、化学感受神经元等）是如何被“制造”出来的？特别是，它们是否也像高等动物那样，遵循着严格的时间顺序，在不同发育阶段产生不同类型的神经元？解答这个问题，将能更深刻地揭示神经发生（neurogenesis）这一核心生命过程的远古根源和进化逻辑。
为了回答上述问题，研究人员聚焦于一种名为星状海葵（Nematostella vectensis）的刺胞动物模型，以其胚胎和浮浪幼虫（planula larva）阶段为研究对象，深入探究了基因NvashA的功能。本项研究结果发表在《Scientific Reports》期刊。
为开展此项研究，作者主要应用了单细胞mRNA测序（scRNA-seq）技术，对NvashA阳性的细胞在特定发育阶段进行转录组图谱分析，并结合了相应的功能实验（如基因功能缺失或过表达实验）进行验证。
研究结果
1. NvashA表达细胞的转录组特征
通过对Nematostella vectensis胚胎和浮浪幼虫期表达NvashA的细胞进行单细胞mRNA测序，研究人员获得了这些细胞的高分辨率基因表达图谱。分析显示，这些细胞并非同质群体，而是可以依据其基因表达特征被进一步细分为多个不同的亚群。
2. 神经元亚型的时序性产生
基于单细胞测序数据的分群结果，并结合对不同发育时间点的样本分析，研究发现，不同的神经元亚群并非同时出现。特定的、具有不同分子标记的神经元亚型倾向于在胚胎发育的特定时期或浮浪幼虫阶段被检测到。这提示神经元亚型的特化具有明显的时间顺序。
3. NvashA在神经亚型时序分化中的功能
进一步的功能实验证实了上述时序模式的存在。当干扰NvashA的正常功能时，特定发育阶段出现的神经元亚型比例或特征会发生改变。这直接证明NvashA基因参与了调控神经元亚型按照特定时间顺序分化的过程，而不仅仅是一个被动的标记物。
结论与讨论
本研究的主要结论是，在刺胞动物Nematostella vectensis的神经发生过程中，存在着明确的时序性分化机制。研究证实，不同的神经元命运是在胚胎和幼虫阶段按照时间模式依次产生的。这一发现表明，刺胞动物的神经模式构建并非仅有空间维度的调控，还存在一个与高等动物（两侧对称动物）模型系统中观察到的神经发生机制相一致的“时间组件”。
这一发现具有重要的进化生物学意义。它有力地支持了以下观点：刺胞动物的弥散神经网络与两侧对称动物复杂的中枢神经系统，是从一个共同的祖先进化而来的。这个祖先在构建其神经系统以增加神经元细胞类型多样性时，已经采用了相似的时空分化策略。因此，神经发生的核心逻辑——包括对细胞命运在时间和空间上的精密协调——可能在动物进化的早期阶段就已确立，并在后续亿万年的演化中被不同的动物谱系以不同的形式继承和发扬。这为理解神经系统从简单到复杂的演化路径提供了关键的机制性证据。
