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选择性

2021-10-25 03:56:38 来源:
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在进化操作过程之前,本能人脑与身体比重较之啮齿类或非人猩猩值得注意增大,为与生俱来的提高和特质的造成了共享神经系统物质基础。就推移最为显着的人脑视网膜而言,除了白质在高水平正向上的急剧缩减并呈现出特定折叠基本的沟回结构之外,人脑皮质周边地区的体积更是大大增加,与之相值得注意的是皮质损伤也成为视网膜成年期精神状态性结核病之前典型的症状,严重时甚至导致可有。少突囊状细胞内作为皮质之前丰度略低于的细胞内,呈现出裹神经系统元轴突的神经纤维,促使神经系统频谱的跳跃式传导。对于少突囊状细胞内成年期机制的科学研究不仅能帮助我们更好的明了本能人脑视网膜成年期,也为皮质损伤相关结核病的发病机理科学研究和病患方法探讨共享依据。然而由于人脑组织比对的难得和操作手段的有限,目年前对于少突囊状细胞内成年期机制的科学研究主要是利用啮齿类动物为模型。受制于本能人脑和鼠类人脑结构的巨大差异,科学研究本能少突囊状细胞内成年期确实具备多种不同性质显得尤为重要。

2020年7月底16日,加州大学旧金山分校Arnold Kriegstein试验之前室(黄薇博士为携手第一著者和携手通讯著者)在Cell杂志上在线发表了文之前Origins and Proliferative States of Human Oligodendrocyte Precursor Cell的科学研究文章。这项指导工作围绕本能胚胎成年期操作过程之前少突囊状年前染料质内(OPC)的五音系举例、增殖能力和游离方式展开科学研究,从而探讨本能人脑视网膜皮质崛起(white matter expansion)的细胞内和分次子机制。

猩猩在视网膜成年期之前新造成了了啮齿类动物所没有的生发之前心outer subventricular zone (oSVZ)。Kriegstein试验之前室于十年年前在oSVZ之前发现了一种粗壮的带状囊状细胞内outer radial glia (oRG)对于神经系统时有发生 (neurogenesis) 和视网膜白质(gray matter)的崛起至关重要,并于五年年前鉴定出oRG的标识基因序列。但oRG确实投身于囊状时有发生,之外是oRG能否并存降解少突囊状细胞内,学术界一直以来缺乏有力的科学研究证明。原因在于在猩猩之前难以标记和特定细胞内种类,而oRG在具备转基因序列品系的啮齿类动物之前又非常稀有。在这项指导工作之前,科学实证首先利用单细胞内脱氧核糖核酸和绑定重构,鉴定出一条从oRG 到OPC的细胞内并存五音系,并且发现了一类一新下方年前染料质内(名字为Pre-OPC) 依赖性了从oRG到OPC的并存。然后科学实证对胚胎脑片同步进行组织学染料,实际找到oSVZ周边地区之前大量假定的oRG、Pre-OPC和OPC以及介于两两胚胎内彼此之间的过渡下方态细胞内。最后科学实证通过特异性富集的方法从的食品的临床组织比对之前直接提纯各类胚胎内,并同步进行体外并存和药物处理事件,从而确定oRG能够并存造成了Pre-OPC,后者大幅度并存造成了OPC。最后,科学实证对特异性提纯的胚胎内同步进行感染标记、细胞内移植、脑片培养和可实现细胞学全像,观测了三种不同种类胚胎内决裂和移入的动态行为,并同步进行两两对比。上述一系列试验之前试验之前灵长类特有的oRG也能支持囊状时有发生,从而为本能少突囊状细胞内的降解共享啮齿类才有的额外胚胎内举例。另外与神经系统时有发生比起应当,少突囊状细胞内成年期操作过程之前也假定下方年前染料质内,有别于之年前华盛顿邮报的投身于神经系统时有发生的TBR2阳性的IPC,这类新定义的Pre-OPC为EGFR+SOX2+OLIG2+,特有种于oSVZ之前,并且具备多种不同的跳跃式决裂动态行为(Mitotic Somal Translocation)。在宽阔oSVZ周边地区之前相当多假定的oRG和Pre-OPC这两种胚胎内为OPC的大量造成了共享更大幅度的细胞内举例。

技术性可实现细胞学全像和BrdU类似物周内标记这两种不同的试验之前方法,科学实证都发现在一个比起长的时间窗内(GW20-24)从未发挥作用细胞内境况不得不的OPC仍能够马不停蹄的周内决裂,从而大大缩减了胚胎内库,为大幅度并存造成了成熟的少突囊状细胞内和神经纤维共享相当多的年前染料质内举例。这与以年前华盛顿邮报的血清之前科学研究结果大不相同,后者在比起应当的成年期时期(P0-3)的OPC呈现静息状态或亲身经历一轮细胞内决裂后急剧终并存呈现出少突囊状细胞内。

以往的华盛顿邮报显示在神经系统时有发生之前胚胎内决裂造成了的次子细胞内一般来说相依伴。经典的例次子是带状状囊状(radial glia, RG)不对称决裂造成了的神经系统元将沿着其姊妹RG攀爬,而RG通过周内不对称性决裂相继造成了的次子代神经系统元将在视网膜汇聚组合而成细胞内克隆。在对于OPC的可实现细胞学全像辨别之前,科学实证发现一个非常有趣的反常:OPC决裂造成了的两个次子代细胞内彼此之间抗拒仇视, 向同样正向急剧移入。这与其它种类的决裂细胞内(以外RG和IPC在内)值得注意不同,可能有助于新生OPC在视网膜之前的并能游离以提高周边地区内pH和发挥作用均匀特有种。为了科学研究OPC次子细胞内相互仇视的分次子机制,著者通过单细胞内脱氧核糖核酸对比了OPC同RG和IPC的基因序列表达出来五音差异,找到一种OPC特异的原钙粘附酶家族全体成员PCDH15。无论是在RNA高水平上技术性RNA妨碍还是在酶高水平上技术性免疫球蛋白阻断从而破坏PCDH15的功能,都能够必要抑制OPC次子细胞内彼此之间的仇视反常。大幅度的可实现细胞学全像辨别或者决裂标识酶KI67染料的结果均显示,阻断OPC次子细胞内的仇视行为将值得注意抑制次子代OPC的再次决裂。这就是说PCDH15依赖性的次子细胞内相互仇视作用促使了OPC的必要游离和并能决裂。

综合上述科学研究结果,本能胚胎成年期时期之前少突囊状年前染料质内的这三大性质(额外举例,持续决裂,并能游离)将大幅度提高少突囊状细胞内的降解数量,从而促使人脑视网膜的皮质崛起。在文章末尾的发表意见部份,著者还所列了技术性单细胞内脱氧核糖核酸发现的除PCDH15外其它表达出来于OPC的特异性基因序列,未来对于这些基因序列功能的科学研究将加深人们对于囊状时有发生的了解到。另外,著者还提到以前对于人脑视网膜成年期精神状态性结核病的科学研究一般来说集之前在神经系统时有发生上,囊状成年期精神状态一般来说被当作是继发性损害;而本文的单细胞内脱氧核糖核酸试验之前很多临床上华盛顿邮报的致病基因序列不仅表达出来于神经系统元,而且在囊状细胞内如OPC之前也有较高的RNA高水平,这提示着囊状细胞内在结核病时有发生之前的原发性作用以及遗传性神经系统成年期结核病的细胞内相似性。

原始说是:

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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