Cell Rep揭示大脑形成过程中神经元形成和干细胞维持之间的平衡调节机制

【字体: 时间:2022年06月24日 来源:Cell Reports

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  UPF神经元动力学研究小组的一项新研究阐明了在胚胎大脑构建过程中调节神经元分化和祖细胞维持之间的平衡的细胞和分子机制。这项在斑马鱼模型上进行的研究已经发表在《细胞报告》杂志上。

  
   

Figure CEP: Notch activity (green) in embryonic brain stem cells (magenta).    

图CEP:胚胎脑干细胞(品红)中的Notch活性(绿色)。


UPF神经元动力学研究小组的一项新研究阐明了在胚胎大脑构建过程中调节神经元分化和祖细胞维持之间的平衡的细胞和分子机制。这项在斑马鱼模型上进行的研究已经发表在《细胞报告》杂志上。

在脊椎动物中,中枢神经系统由胚胎结构形成,分为大脑和脊髓的三个囊泡。最后面的囊被称为菱形脑,在所有脊椎动物中都保存着。它将产生必要的成人衍生品来调节呼吸、心率等。在胚胎发育期间,后脑被细分为7个部分,称为菱形节。

在胚胎发育期间,负责器官生长的祖干细胞增殖和分化为神经元之间发生协调。因此,这种产生神经元的能力局限于特定的部位。

现在,由UPF医学和生命科学系(MELIS)的Cristina Pujades领导的研究小组已经研究了菱形边界细胞如何在维持祖干细胞增殖库的同时产生神经元。该研究的第一作者Covadonga F. Hevia指出:“在胚胎形成的初始阶段,保持一些干细胞的数量是很重要的,这些干细胞允许随后形成神经元。”

研究协调员克里斯蒂娜·普贾德斯(Cristina Pujades):“在大脑形成过程中,增殖和分化的过程必须得到维护,它们必须得到非常精确的调控,每一步都必须在正确的时间发生。这种协调是至关重要的,因为在这个过程中任何问题都可能导致神经紊乱。”

它们是通过不对称分裂来实现的,换句话说,当一个祖细胞分裂时,它会产生一个子细胞,这个子细胞变成神经元并停止分裂,而另一个子细胞仍然是祖细胞。这样就可以在一段时间内保留干细胞库。她补充说:“在这项工作中,我们发现了由所谓的Notch信号通路触发的不对称细胞分裂,允许菱形边界细胞形成神经元,同时为以后保留干细胞。”

“细胞表达标记,但是,当它们在这个过程中发生变化时,当它们停止表达时,我们就失去了对它们的追踪,再也无法追踪它们。现在,CRISPR技术允许我们插入一个报告基因,产生一个转基因斑马鱼系,我们感兴趣的细胞表达荧光标记。因此,我们可以观察它们,并随着时间的推移跟踪它们,看看它们是如何分裂的,它们产生了什么类型的神经元,等等,”文章的作者卡罗琳·恩格尔-皮奎塔解释说。

用研究协调员克里斯蒂娜·普贾德斯(Cristina Pujades)的话说:“在大脑形成过程中,增殖和分化的过程必须得到维护,它们必须得到非常精确的调控,每一步都必须在正确的时间发生。这种协调是至关重要的,因为在这个过程中任何问题都可能导致神经紊乱。

文章标题

The neurogenic fate of the hindbrain boundaries relies on Notch3-dependent asymmetric cell divisions

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