在中枢神经系统发育过程中，神经干细胞（NSCs）所处的微环境始终伴随着细胞拥挤的动态变化。然而，一个关键科学问题有待深入研究：细胞拥挤这一生物物理信号如何被神经干细胞解读并调控其命运，且这一过程是否具有空间维度依赖性？

围绕这一问题，本研究系统比较了不同空间维度下NSCs对细胞密度变化的响应差异。研究发现，细胞拥挤对NSCs分化的促进作用具有显著的维度依赖性特征：在三维微环境（多向接触空间）中，高拥挤状态显著上调缝隙连接蛋白Cx43的表达与功能，增强细胞间通讯，进而驱动NSCs向神经元谱系分化；而在二维环境（平面接触空间）中，尽管细胞拥挤仍能诱导分化，但其并不依赖于缝隙连接通路。进一步的功能干预实验提供了关键证据：在三维条件下，阻断Cx43介导的缝隙连接可显著削弱拥挤诱导的神经元分化效应；而在二维条件下，相同干预对NSCs分化几乎不产生影响。这一结果明确表明，Cx43介导的缝隙连接是细胞拥挤信号在三维空间中发挥调控作用必需的转导节点，且该机制具有明显的维度依赖性。

本研究首次从空间维度的角度揭示了细胞拥挤信号的作用本质。同一生物物理刺激在不同空间结构中可通过完全不同的信号路径被细胞解读。这一发现不仅深化了对神经发育过程中微环境调控机制的认识，更提出了一个新的概念框架——细胞命运决定依赖于“信号—空间结构”耦合机制，而非单一信号本身。

相关成果以“Physical crowding in 3D niche regulates neural stem cell differentiation via Cx43-mediated gap junction communication”为题发表于Cell Press期刊iScience杂志（Q1）。湖南大学生物学院博士生梁钰昀为论文第一作者，湖南大学生物学院施李杨教授为论文唯一通讯作者。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.isci.2026.115272