研究揭示了調(diào)節(jié)神經(jīng)元形成與腦形成中干細胞維持之間平衡的機制

巴塞羅那龐培法布拉大學(xué) (UPF) 神經(jīng)元動力學(xué)研究小組的一項新研究闡明了在胚胎大腦構(gòu)建過程中調(diào)節(jié)神經(jīng)元分化與祖細胞維持之間平衡的細胞和分子機制。這項在斑馬魚模型中進行的研究已發(fā)表在《細胞報告》雜志上。

在脊椎動物中，中樞神經(jīng)系統(tǒng)是由胚胎結(jié)構(gòu)形成的，胚胎結(jié)構(gòu)分為大腦和脊髓的三個囊泡。最后面的囊泡被稱為菱腦，存在于所有脊椎動物中。它將產(chǎn)生用于調(diào)節(jié)呼吸、心率等的基本成人衍生物。在胚胎發(fā)育過程中，后腦分為七個部分，稱為菱形腦。

在胚胎發(fā)育過程中，負責器官生長的祖干細胞的增殖與其分化成神經(jīng)元之間發(fā)生協(xié)調(diào)。出于這個原因，這種產(chǎn)生神經(jīng)元的能力僅限于特定部位。

現(xiàn)在，由 UPF 醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)部 (MELIS) 的 Cristina Pujades 領(lǐng)導(dǎo)的小組研究了菱形邊界細胞如何在維持祖干細胞增殖庫的同時產(chǎn)生神經(jīng)元。“在胚胎形成的初始階段，重要的是要維持一些干細胞，以便以后形成神經(jīng)元，”該研究的第一作者 Covadonga F. Hevia 說。

研究協(xié)調(diào)員 Cristina Pujades 指出，“在大腦形成過程中，必須維持增殖和分化過程，必須非常精確地調(diào)節(jié)它們，并且每個步驟都必須在正確的時間發(fā)生。這種協(xié)調(diào)至關(guān)重要，因為在這個過程中出現(xiàn)任何問題會導(dǎo)致神經(jīng)紊亂。”

他們通過不對稱的劃分來做到這一點;換句話說，當一個祖細胞分裂時，它會產(chǎn)生一個成為神經(jīng)元并停止分裂的子細胞，以及另一個仍然是祖細胞的子細胞。這允許隨著時間的推移保留干細胞儲庫。“在這項工作中，我們發(fā)現(xiàn)由所謂的 Notch 信號通路觸發(fā)的不對稱細胞分裂允許菱形邊界細胞形成神經(jīng)元，同時保持干細胞供以后使用，”Pujades 補充道。

“這些細胞表達標記，但由于它們在此過程中發(fā)生變化，當它們停止表達時，我們就失去了它們的蹤跡，我們無法再追蹤它們。現(xiàn)在，CRISPR 技術(shù)允許我們插入報告基因并產(chǎn)生轉(zhuǎn)基因斑馬魚我們感興趣的細胞表達熒光標記的線。因此，我們可以觀察它們，并隨著時間的推移跟蹤它們，看看它們是如何分裂的，它們會產(chǎn)生什么類型的神經(jīng)元，等等。”文章的作者。

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