Cell:揭示人类胚胎少突胶质细胞发育与大脑皮层白质扩张的细胞和分子的系统

2021-10-13 17:24:00 来源:
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在进化过程中都,本能大脑与身躯比重较之啮齿类或非人灵稍长类动物轻微变大,为智力的提高和意识的归因于获取神经元物质基础。就变化最为在在的中枢神经而言,除了白质在高度朝向上的骤然增为并逐步形成特定折叠基本上的沟回本体值得注意,人脑脑干周边地区的体积即使如此大大增加,与之相牵动的是脑干损伤也成为神经纤维胚胎发育异常性疾病中都常见的症圆锥形,比较严重时甚至引发脑瘫。少突囊状细胞会作为脑干中都原子量最高者的细胞会,逐步形成包覆神经元轴突的神经纤维,倡导神经元波形的跳跃式传导。对于少突囊状细胞会胚胎发育有助于的研究成果不仅能协助我们更容易的了解本能中枢神经胚胎发育,也为脑干损伤就其疾病的发病反应机理研究成果和治疗工具聚焦获取依据。然而由于人腹腔样本的难得和操纵手段的有限,目此前对于少突囊状细胞会胚胎发育有助于的研究成果主要是依靠鼠类为数学工具。考虑到本能大脑和鼠类大脑本体的巨大相似之处,研究成果本能少突囊状细胞会胚胎发育前提需有一般来说性质显得尤为重要。

2020年7月16日,加州大学旧金山所大学Arnold Kriegstein试验中室(黄薇博士为协力第一所写和协力收发所写)在Cell杂志上在线发表了一本书Origins and Proliferative States of Human Oligodendrocyte Precursor Cell的研究成果学术著作。这项工作为中心本能胚胎胚胎发育过程中都少突囊状此前肝细胞会(OPC)的表征;也、凋亡很难和传播方式则展开研究成果,从而聚焦本能中枢神经脑干壮大(white matter expansion)的细胞会和分次子有助于。

灵稍长类动物在神经纤维胚胎发育中都最初归因于了鼠类所没有的生发中都心outer subventricular zone (oSVZ)。Kriegstein试验中室于十年此前在oSVZ中都注意到了一种强而强而有力的放射圆锥形囊状细胞会outer radial glia (oRG)对于神经元时有发生 (neurogenesis) 和神经纤维白质(gray matter)的壮大至关重要,并于五年此前断定不止oRG的标志性圆锥形。但oRG前提参与囊状时有发生,特别是oRG能否同化转化少突囊状细胞会,学术界仍然以来缺乏强而有力的研究成果证据。缘故在于在灵稍长类动物中都难以标示和追踪特定细胞会类型,而oRG在需有转性圆锥形野生种的鼠类中都又极为贵重。在这项工作中都,研究成果者首先依靠单细胞会脱氧核糖核酸和虚拟重构,断定不止一条从oRG 到OPC的细胞会同化表征,并且注意到了一类最初的中都间此前肝细胞会(命名为Pre-OPC) 介导了从oRG到OPC的同化。然后研究成果者对胚胎脑片完成民间组织学染,基本上找oSVZ周边地区中都大量长期存在的oRG、Pre-OPC和OPC以及介于两两小鼠两者之间的过渡中都间自旋细胞会。年中研究成果者通过免疫富集的工具从最初鲜的外科民间组织样本中都必要分离各类小鼠,并完成肾脏同化和类固醇处理,从而确定oRG很难同化归因于Pre-OPC,后者有利于同化归因于OPC。就此,研究成果者对免疫分离的小鼠完成病原体标示、细胞会复制、脑片培养和同步全像高分辨率,观测了三种多种不同类型小鼠分离和迁往的时序行为,并完成两两对比。上述一系列试验中分析表明灵稍长类特有的oRG也能支持囊状时有发生,从而为本能少突囊状细胞会的转化获取啮齿类不需有的额外小鼠;也。另外与神经元时有发生相较应该,少突囊状细胞会胚胎发育过程中都也长期存在中都间此前肝细胞会,有别于之此前新闻的参与神经元时有发生的TBR2阳性的IPC,这类最初定义的Pre-OPC为EGFR+SOX2+OLIG2+,分布于oSVZ中都,并且需有一般来说的跳跃式分离时序行为(Mitotic Somal Translocation)。在狭窄oSVZ周边地区中都最常长期存在的oRG和Pre-OPC这两种小鼠为OPC的大量归因于获取充分的细胞会;也。

能用同步全像高分辨率和BrdU类似物近十年标示这两种多种不同的试验中工具,研究成果者都注意到在一个相较稍长的时间窗内(GW20-24)仍然充分依靠细胞会命运决定的OPC仍很难马不停蹄的近十年分离,从而大大增为了小鼠努,为有利于同化归因于茁壮的少突囊状细胞会和神经纤维获取最常的此前肝细胞会;也。这与以此前新闻的小鼠中都研究成果结果大不相同,后者在相较应该的胚胎发育中后期(P0-3)的OPC展现静息圆锥形自旋或经历一轮细胞会分离后随之终同化逐步形成少突囊状细胞会。

以往的新闻辨识在神经元时有发生中都小鼠分离归因于的次子细胞会多半相依伴。开端的例次子是放射圆锥形圆锥形囊状(radial glia, RG)不椭圆分离归因于的神经元将沿着其姊妹RG梯子,而RG通过近十年近十年性分离陆续归因于的配次子神经元将在神经纤维组织起来排列成细胞会复制。在对于OPC的同步全像高分辨率掩蔽中都,研究成果者注意到一个极为有趣的情况:OPC分离归因于的两个配次子细胞会两者之间极端轻视, 向相反朝向随之迁往。这与其它类型的分离细胞会(包括RG和IPC在内)轻微多种不同,可能有助于最初生OPC在神经纤维中都的快速传播以下降区域内浓度和充分依靠大多匀分布。为了研究成果OPC次子细胞会相互间轻视的分次子有助于,所写通过单细胞会脱氧核糖核酸对比了OPC同RG和IPC的性圆锥形暗示谱相似之处,找一种OPC特异的原钙粘附蛋白家族团体PCDH15。无论是在RNA高度上能用RNA腊扰还是在蛋白高度上能用抗体阻绝从而毁损PCDH15的功能,都很难有效抑制OPC次子细胞会两者之间的轻视情况。有利于的同步全像高分辨率掩蔽或者分离标志蛋白KI67染的结果大多辨识,阻绝OPC次子细胞会的轻视行为将轻微抑制配次子OPC的再次分离。这就是说PCDH15介导的次子细胞会相互间轻视作用倡导了OPC的有效传播和快速分离。

综合上述研究成果结果,本能胚胎胚胎发育中后期中都少突囊状此前肝细胞会的这三大性质(额外;也,持续分离,快速传播)将得益于少突囊状细胞会的转化数量,从而倡导中枢神经的脑干壮大。在文章开篇的谈论部分,所写还详述了能用单细胞会脱氧核糖核酸注意到的除PCDH15以外其它暗示于OPC的特异性性圆锥形,期望对于这些性圆锥形功能的研究成果将加深人们对于囊状时有发生的认识。另外,所写还谈到即使如此对于中枢神经胚胎发育异常性疾病的研究成果多半集中都在神经元时有发生上,囊状胚胎发育异常多半被当作是继发性毁损;而本文的单细胞会脱氧核糖核酸分析表明很多外科上新闻的病毒性性圆锥形不仅暗示于神经元,而且在囊状细胞会如OPC中都也有较高的转录高度,这高亮着囊状细胞会在疾病时有发生中都的恶性肿瘤作用以及遗传性神经元胚胎发育疾病的细胞会同源性。

原始不止处:

Wei Huang 1, Aparna Bhaduri 2, Dmitry Velmeshev 2, et al.Origins and Proliferative States of Human Oligodendrocyte Precursor Cells.Cell. 2020 Jul 9;S0092-8674(20)30759-5. doi: 10.1016/j.cell.2020.06.027.

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