Cell:揭示人类胚胎少突胶质细胞发育与皮质白质扩张的细胞和分子机制

2021-10-13 17:20:30 来源:
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在进化步骤里,人类文明脑干与身体比重较之哺乳动物或非人动物会相对来说升高,为智力的提高和自我意识的诱发透过脑部物质基础。就转变极为显着的脑干脑干皮质而言,除了脑干皮质在低水平顺时针上的急剧扩增并转变成特定支架方式的沟回构件都是,人脑脑部地带的体积更是不断增加,与之彼此之间伴随的是脑部伤害也成为脑干皮质生殖间歇性关节炎里常见的症突起,严重时甚至造成了智能障碍。少突结缔民间组织细胞会作为脑部里核素高于的细胞会,转变成中空脑部元轴突的纤维,更进一步脑部信号的跳跃式传导。对于少突结缔民间组织细胞会生殖组态的学术研究不仅能帮助我们较好的了解人类文明脑干脑干皮质生殖,也为脑部伤害彼此之间关疾病的患病机理学术研究和治疗方式探索透过依据。然而由于人脑民间组织试样的难得和转换手段的可用,以外对于少突结缔民间组织细胞会生殖组态的学术研究主要是利用哺乳动物动物为静态。尽量避免人类文明脑干和鼠类脑干构件的巨大区别,学术研究人类文明少突结缔民间组织细胞会生殖确实不具备多种相异其本质显得尤为重要。

2020年7月16日,麻省理工学院西雅图分校Arnold Kriegstein测试室(黄薇指导教授为共同第一写作者和共同通讯写作者)在Cell杂志上在线发表了题为Origins and Proliferative States of Human Oligodendrocyte Precursor Cell的学术研究学术著作。这项临时工描绘出有人类文明胚胎生殖步骤里少突结缔民间组织在此之前生殖细胞会(OPC)的表征;也、增殖能力和发散方式展开学术研究,从而探索人类文明脑干脑干皮质脑部崛起(white matter expansion)的细胞会和化学键组态。

动物会在脑干皮质生殖里一新诱发了哺乳动物动物所没有的所谓里心outer subventricular zone (oSVZ)。Kriegstein测试室于十年在此之前在oSVZ里找寻了一种特化的放射突起结缔民间组织细胞会outer radial glia (oRG)对于脑部牵涉到 (neurogenesis) 和脑干皮质脑干皮质(gray matter)的崛起至关重要,并于五年在此之前鉴定出有oRG的标志基因。但oRG确实参与结缔民间组织牵涉到,除此以外是oRG能否分化成分解成少突结缔民间组织细胞会,学术界一直以来考虑到有力的学术研究证据。或许在于在动物会里不能标明和追踪特定细胞会特性,而oRG在不具备转基因热带植物的哺乳动物动物里又相当稀有。在这项临时工里,学术历史学者首先利用单细胞会人类基因组计划和虚拟重构,鉴定出有一条从oRG 到OPC的细胞会分化成表征,并且找寻了一类一一新下部在此之前生殖细胞会(命名为Pre-OPC) 介导了从oRG到OPC的分化成。然后学术历史学者对胚胎脑片来进行民间组织学染色,仅仅找寻oSVZ地带里大量依赖于的oRG、Pre-OPC和OPC以及介于两两骨髓间的过渡下部态细胞会。再一学术历史学者通过免疫富集的方式从一新鲜的医学民间组织试样里直接制备各类骨髓,并来进行体外分化成和药物处理,从而确定oRG尽可能分化成诱发Pre-OPC,后者全面性分化成诱发OPC。最后,学术历史学者对免疫制备的骨髓来进行感染标明、细胞会复刻、脑片培养和即时摄影术显像,探测了三种相异特性干凋亡和迁离的动态道德上,并来进行两两对比。上述一系列测试最近灵长类特有的oRG也能赞成结缔民间组织牵涉到,从而为人类文明少突结缔民间组织细胞会的分解成透过哺乳动物就其的额外骨髓;也。另外与脑部牵涉到彼此之间对应,少突结缔民间组织细胞会生殖步骤里也依赖于下部在此之前生殖细胞会,都是之在此之前媒体的参与脑部牵涉到的TBR2阳性的IPC,这类一新定义的Pre-OPC为EGFR+SOX2+OLIG2+,分布于oSVZ里,并且不具备多种相异的跳跃式分化成动态道德上(Mitotic Somal Translocation)。在宽阔oSVZ地带里广泛依赖于的oRG和Pre-OPC这两种骨髓为OPC的大量诱发透过充分的细胞会;也。

借助即时摄影术显像和BrdU酰胺近十年标明这两种相异的测试方式,学术历史学者都找寻在一个彼此之间对长的时间窗内(GW20-24)从未实现细胞会命运决定的OPC仍尽可能马不停蹄的近十年分化成,从而不断扩增了骨髓库,为全面性分化成诱发未成熟的少突结缔民间组织细胞会和纤维透过广泛的在此之前生殖细胞会;也。这与以在此之前媒体的小鼠里学术研究结果大不彼此之间同,后者在彼此之间对应的生殖时代(P0-3)的OPC描绘出静息突起态或亲身经历一轮凋亡后短时间终分化成转变成少突结缔民间组织细胞会。

以往的媒体显示在脑部牵涉到里干凋亡诱发的三子细胞会不一定彼此之间依彼此之间伴。当今的例三子是放射突起突起结缔民间组织(radial glia, RG)不菱形分化成诱发的脑部元将沿着其兄妹RG滑下,而RG通过近十年不菱形性分化成陆续诱发的三子代脑部元将在脑干皮质聚集每条细胞会克隆。在对于OPC的即时摄影术显像检视里,学术历史学者找寻一个相当有趣的周期性:OPC分化成诱发的两个三子代细胞会间强烈排挤, 向彼此之间反顺时针短时间迁离。这与其它特性的分化成细胞会(之外RG和IPC在内)相对来说相异,可能更进一步一新生OPC在脑干皮质里的更快发散以降低均匀分布浓度和实现大多匀分布。为了学术研究OPC三子细胞会彼此之间互排挤的化学键组态,写作者通过单细胞会人类基因组计划对比了OPC同RG和IPC的基因理解谱区别,找寻一种OPC特异的原钙微细蛋白家族核心人物PCDH15。无论是在RNA低水平上借助RNA依赖性还是在蛋白低水平上借助HIV受阻从而破坏PCDH15的功能,都尽可能有效消除OPC三子细胞会间的排挤周期性。全面性的即时摄影术显像检视或者分化成标志蛋白KI67染色的结果大多显示,受阻OPC三子细胞会的排挤道德上将相对来说消除三子代OPC的再次分化成。这就是说PCDH15介导的三子细胞会彼此之间互排挤主导作用更进一步了OPC的有效发散和更快分化成。

示范上述学术研究结果,人类文明胚胎生殖时代里少突结缔民间组织在此之前生殖细胞会的这三大其本质(额外;也,持续分化成,更快发散)将大幅度提高少突结缔民间组织细胞会的分解成数量,从而更进一步脑干脑干皮质的脑部崛起。在发表文章末尾的谈论部分,写作者还详见了借助单细胞会人类基因组计划找寻的除PCDH15以外其它理解于OPC的特异性基因,未来对于这些基因功能的学术研究将促使人们对于结缔民间组织牵涉到的认识。另外,写作者还说明过去对于脑干脑干皮质生殖间歇性关节炎的学术研究不一定密集在脑部牵涉到上,结缔民间组织生殖间歇性不一定被当作是自体损害;而本文的单细胞会人类基因组计划最近很多医学上媒体的致病基因不仅理解于脑部元,而且在结缔民间组织细胞会如OPC里也有低的核苷酸低水平,这提示着结缔民间组织细胞会在疾病牵涉到里的医学表现主导作用以及遗传性脑部生殖疾病的细胞会多态性。

原始出有处:

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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