人类大脑进化的新机制：神经祖细胞形态的变化促进皮层祖细胞扩增(5)

图三来自参考文献Di Lullo & Kriegstein(Di Lullo & Kriegstein, 2017)。
研究人员首先通过优化诱导程序将人、大猩猩和黑猩猩的大脑类器官诱导到相同发育阶段的端脑组织（telencephalic tissue）。Lancaster说（作者译，来自作者和Lancaster的交流，下同）：这个课题最难的最关键的实验是要确保人、大猩猩和黑猩猩的大脑类器官是可以比较的。我们要百分百确保我们用高品质的细胞系，相同的方法，和相同的区域发育标识，才能开始比较跨物种差别。所以这个准备工作是最难的。
研究人员发现在神经诱导3天后的人、大猩猩和黑猩猩端脑组织大小和形态均相似。但诱导5天后大猩猩和黑猩猩端脑芽呈圆球形，而人的端脑芽呈拉长形（猩猩的如图三左侧所示三个类脑芽的圆形内腔，人更像右侧底部有拉长内腔的组织嫩芽）。经过成像3D重塑后显示人的类脑组织内腔确实比大猩猩和黑猩猩都大。
Lancaster说：人类和猩猩如此相似，我们预计会在发育的比较晚期才会出现差别。当我们发现差别在发育如此早期就出现的时候，我们是非常意外的。
内腔大小差别最简单的解释可能是人的类脑端脑组织NE仍处于对称分裂，NE祖细胞库更大，而猩猩们已经分化出RG细胞，NE库小一点。但TBR2染色中间祖细胞和DCX染色新生神经元显示猩猩和人类脑端脑组织诱导5天都没有染色，只有在10-15天后才有染色，说明猩猩们没有更早的发生NE细胞转化。
另一个可能的解释是NE细胞形态的不同。GFP病毒稀疏标记显示在诱导3天时，人和猩猩们NE细胞都呈宽柱状；但诱导5天时，人NE细胞仍呈宽柱状，但猩猩们NE细胞呈尖锥状（参见图四上）。研究人员将这种从NE到RG转化之间的细胞形态变化阶段称为过度NE阶段（transitioning NE stage，tNE）。进一步高分辨率成像显示人NE在诱导8天时才开始出现这种形态变化，在诱导10天时，人和猩猩基本上NE细胞形态变化达到同步。
细胞形态与细胞分裂周期和细胞核迁移相关。进一步研究发现，与细胞形态变化一致的，人NE细胞核的位置更晚迁移，细胞分裂周期更短，从而使人NE细胞复制更多，祖细胞库更大，从而在后期拥有更多的神经元（参见图四上）。