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

2021-12-06 02:05:41 来源:
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在生命体每一次中会,生命体大脑与身体比重较之啮齿类或非生命体人猿轻微增大,为体质的提高和意识的消除发放中枢神经系统总括。就变化最为显着的大脑脑先为而言,除了网状结构在水准方向上的急剧缩减到并形成特定折叠形式的沟回结构上之外,人脑大脑皮质周边地区的体积更是大为增加,与之相伴随的是大脑皮质破损也视为脑先为成年期出现异常性哮喘中会常见的症锥形,情况严重时甚至避免脑瘫。少突囊锥形细胞会作为大脑皮质中会丰度最高的细胞会,形成包覆中枢神经系统元神经细胞的脂质,促使中枢神经系统频率的跳跃式内皮细胞。对于少突囊锥形细胞会成年期有助于的研究者不仅能帮助我们更佳的了解生命体大脑脑先为成年期,也为大脑皮质破损相关哮喘的发作催化反应研究者和治疗原理探讨发放依据。然而由于人肌肉其组织样本的难得和加载手段的局限,目之前对于少突囊锥形细胞会成年期有助于的研究者主要是借助啮齿类动物为模型。考虑到生命体大脑和鼠类大脑结构上的巨大关联性,研究者生命体少突囊锥形细胞会成年期究竟俱备一般来说其本质略显尤为重要。

2020年7月16日,加州大学费城分校Arnold Kriegstein研究者中心(黄薇博士为共同第一编者和共同电信编者)在Cell另行闻周刊上的网站发表了篇文章Origins and Proliferative States of Human Oligodendrocyte Precursor Cell的研究者篇文章。这项工作围绕生命体胚胎成年期每一次中会少突囊锥形之前肝细胞会(OPC)的双生子;也、细胞分裂能力和渗入方式展开研究者,从而探讨生命体大脑脑先为大脑皮质拓展(white matter expansion)的细胞会和大分三子有助于。

类人猿在脑先为成年期中会另行消除了啮齿类动物所没有的生发中会心outer subventricular zone (oSVZ)。Kriegstein研究者中心于十年之前在oSVZ中会断定了一种特化的放射锥形囊锥形细胞会outer radial glia (oRG)对于中枢神经系统暴发 (neurogenesis) 和脑先为网状结构(gray matter)的拓展至关重要,并于五年之前断定出oRG的标志性状。但oRG究竟作准备囊锥形暴发,特别是oRG能否分立转化少突囊锥形细胞会,学术界依然以来缺乏有力的研究者确凿证据。原因在于在类人猿中会较难标识和特定细胞会子类,而oRG在俱备转性状品系的啮齿类动物中会又比较稀有。在这项工作中会,深入研究者首先借助单细胞会化学合成和虚拟范例,断定出一条从oRG 到OPC的细胞会分立双生子,并且断定了一类另行中会间之前肝细胞会(命名为Pre-OPC) 依赖性了从oRG到OPC的分立。然后深入研究者对胚胎脑片顺利完成结核颜料,实际寻找oSVZ周边地区中会大量存在的oRG、Pre-OPC和OPC以及介于两两先为细胞会错综复杂的过渡末期中会间中性细胞会。接下来深入研究者通过致病石英砂的原理从另行鲜的医学其组织样本中会直接裂解各类先为细胞会,并顺利完成体外分立和药物处理,从而确定oRG尽或许分立消除Pre-OPC,后者实质性分立消除OPC。再次,深入研究者对致病裂解的先为细胞会顺利完成狂犬病标识、细胞会移植、脑片养成和可实现电子显微镜全像,光谱仪了三种相同子类先为细胞会分立和移往的快照蓄意,并顺利完成两两对比。上述一系列实验室相比之下灵长类特有的oRG也能支持囊锥形暴发,从而为生命体少突囊锥形细胞会的转化发放啮齿类不俱备的额外先为细胞会;也。另外与中枢神经系统暴发一般来说应,少突囊锥形细胞会成年期每一次中会也存在中会间之前肝细胞会,有别于之之前媒体的作准备中枢神经系统暴发的TBR2阳性的IPC,这类另行界定的Pre-OPC为EGFR+SOX2+OLIG2+,分布于oSVZ中会,并且俱备一般来说的跳跃式分立快照蓄意(Mitotic Somal Translocation)。在宽阔oSVZ周边地区中会为广泛存在的oRG和Pre-OPC这两种先为细胞会为OPC的大量消除发放确实的细胞会;也。

运用可实现电子显微镜全像和BrdU类似物近十年标识这两种相同的实验室原理,深入研究者都断定在一个一般来说长的星期窗内(GW20-24)早已借助细胞会生与死决定的OPC仍尽或许紧接著的近十年分立,从而大为缩减到了先为细胞会库,为实质性分立消除成熟的少突囊锥形细胞会和脂质发放为广泛的之前肝细胞会;也。这与以之前媒体的活体中会研究者结果大不相同,后者在一般来说应的成年期末期(P0-3)的OPC呈现静息锥形中性或经历一轮细胞会分立后迅速终分立形成少突囊锥形细胞会。

过往的媒体显示在中枢神经系统暴发中会先为细胞会分立消除的三子细胞会往往相依相伴。经典的例三子是放射锥形锥形囊锥形(radial glia, RG)不梯形分立消除的中枢神经系统元将沿着其姊妹RG攀爬,而RG通过近十年不梯形性分立陆续消除的亲代中枢神经系统元将在脑先为聚集排列成细胞会克隆。在对于OPC的可实现电子显微镜全像推论中会,深入研究者断定一个比较像是的现象:OPC分立消除的两个亲代细胞会错综复杂强烈排外, 向相反方向迅速移往。这与其它子类的分立细胞会(仅限于RG和IPC在内)轻微相同,或许有助于另行生OPC在脑先为中会的更快渗入以降低局部浓度和借助皆匀分布。为了研究者OPC三子细胞会相互排外的大分三子有助于,编者通过单细胞会化学合成对比了OPC同RG和IPC的性状强调谱关联性,寻找一种OPC特异的原钙粘附细胞家族成员PCDH15。无论是在RNA水准上运用RNA先为扰还是在细胞水准上运用抗体绕过从而损坏PCDH15的功能,都尽或许有效抑制OPC三子细胞会错综复杂的排外现象。实质性的可实现电子显微镜全像推论或者分立标志细胞KI67颜料的结果皆显示,绕过OPC三子细胞会的排外蓄意将轻微抑制亲代OPC的再次分立。这就是说PCDH15依赖性的三子细胞会相互排外作用促使了OPC的有效渗入和更快分立。

综合上述研究者结果,生命体胚胎成年期末期中会少突囊锥形之前肝细胞会的这三大其本质(额外;也,持续分立,更快渗入)将大大提高少突囊锥形细胞会的转化数量,从而促使大脑脑先为的大脑皮质拓展。在篇名末尾的辩论部分,编者还详述了运用单细胞会化学合成断定的除PCDH15以外其它强调于OPC的专一性性状,未来对于这些性状功能的研究者将随之而来人们对于囊锥形暴发的认识。另外,编者还所述依然对于大脑脑先为成年期出现异常性哮喘的研究者往往临近会在中枢神经系统暴发上,囊锥形成年期出现异常往往被当作是增生损害;而本文的单细胞会化学合成相比之下很多医学上媒体的病因性状不仅强调于中枢神经系统元,而且在囊锥形细胞会如OPC中会也有较高的转录水准,这提示着囊锥形细胞会在哮喘暴发中会的原发性作用以及遗传性中枢神经系统成年期哮喘的细胞会多中性性。

许多现代出处:

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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