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

巴塞羅那龐培法布拉大學(xué) (UPF) 神經(jīng)元?jiǎng)恿W(xué)研究小組的一項(xiàng)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(xì)胞維持之間平衡的細(xì)胞和分子機(jī)制。這項(xiàng)在斑馬魚模型中進(jìn)行的研究已發(fā)表在《細(xì)胞報(bào)告》雜志上。

在脊椎動(dòng)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(gè)囊泡。最后面的囊泡被稱為菱腦，存在于所有脊椎動(dòng)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(gè)部分，稱為菱形腦。

在胚胎發(fā)育過程中，負(fù)責(zé)器官生長(zhǎng)的祖干細(xì)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(gè)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(xì)胞如何在維持祖干細(xì)胞增殖庫(kù)的同時(shí)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(xì)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(gè)步驟都必須在正確的時(shí)間發(fā)生。這種協(xié)調(diào)至關(guān)重要，因?yàn)樵谶@個(gè)過程中出現(xiàn)任何問題會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)紊亂。”

他們通過不對(duì)稱的劃分來做到這一點(diǎn);換句話說，當(dāng)一個(gè)祖細(xì)胞分裂時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)成為神經(jīng)元并停止分裂的子細(xì)胞，以及另一個(gè)仍然是祖細(xì)胞的子細(xì)胞。這允許隨著時(shí)間的推移保留干細(xì)胞儲(chǔ)庫(kù)。“在這項(xiàng)工作中，我們發(fā)現(xiàn)由所謂的 Notch 信號(hào)通路觸發(fā)的不對(duì)稱細(xì)胞分裂允許菱形邊界細(xì)胞形成神經(jīng)元，同時(shí)保持干細(xì)胞供以后使用，”Pujades 補(bǔ)充道。

“這些細(xì)胞表達(dá)標(biāo)記，但由于它們?cè)诖诉^程中發(fā)生變化，當(dāng)它們停止表達(dá)時(shí)，我們就失去了它們的蹤跡，我們無法再追蹤它們?，F(xiàn)在，CRISPR 技術(shù)允許我們插入報(bào)告基因并產(chǎn)生轉(zhuǎn)基因斑馬魚我們感興趣的細(xì)胞表達(dá)熒光標(biāo)記的線。因此，我們可以觀察它們，并隨著時(shí)間的推移跟蹤它們，看看它們是如何分裂的，它們會(huì)產(chǎn)生什么類型的神經(jīng)元，等等。”文章的作者。

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