研究揭示了調節(jié)神經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 (UPF) 神經元動力學研究小組的一項新研究闡明了在胚胎大腦構建過程中調節(jié)神經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，中樞神經系統(tǒng)是由胚胎結構形成的，胚胎結構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。它將產生用于調節(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元之間發(fā)生協(xié)調。出于這個原因，這種產生神經元的能力僅限于特定部位。

現(xiàn)在，由 UPF 醫(yī)學和生命科學部 (MELIS) 的 Cristina Pujades 領導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生神經元。“在胚胎形成的初始階段，重要的是要維持一些干細胞，以便以后形成神經元，”該研究的第一作者 Covadonga F. Hevia 說。

研究協(xié)調員 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)調至關重要，因為在這個過程中出現(xiàn)任何問題會導致神經紊亂。”

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，它會產生一個成為神經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?，F(xiàn)在，CRISPR 技術允許我們插入報告基因并產生轉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，它們會產生什么類型的神經元，等等。”文章的作者。

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