Cell:揭示人类胚胎少突胶质细胞发育与大脑皮层白质扩展到的细胞和分子机制

2021-10-12 18:49:44 来源:
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在进化过程中所,人类所轴突与身体总量较之啮齿类或非人猩猩轻微增大,为智力的提高和意识的转化成给予神经系统物质基础。就波动较为值得注意的轴突视神经系统而言,除了灰质在技术水平方向上的大幅度扩增并构成特定翻转形式的沟回内部结构都有,人脑脑细胞会区域的大小更是稍稍增加,与之相伴随的是脑细胞会受损也成为视神经系统胚胎间歇性性哮喘中所常见的症突起,严重时甚至导致脑瘫。少突质细胞会作为脑细胞会中所丰度最高的细胞会,构成包裹神经系统元轴突的髓鞘,有利于神经系统频谱的跳跃式内皮细胞。对于少突质细胞会胚胎更容易的研究成果不仅能借助我们更快的探究人类所轴突视神经系统胚胎,也为脑细胞会受损相关哮喘的发病机理研究成果和治疗方法追寻给予依据。然而由于人脑组织检验的难得和操作目的的有限,目当年对于少突质细胞会胚胎更容易的研究成果主要是来进行时犬科为模型。毕竟人类所轴突和鼠类轴突内部结构的庞大差异,研究成果人类所少突质细胞会胚胎是否需有特殊政治性显得尤为重要。

2020年7同年16日,马里兰大学旧金山小学部Arnold Kriegstein的实验室(黄薇博士为都由第一编者和都由点对点编者)在Cell时尚杂志上在线发表了篇文章Origins and Proliferative States of Human Oligodendrocyte Precursor Cell的研究成果论文。这项兼职一个中心人类所胚胎胚胎过程中所少突质当年肝细胞会(OPC)的谱系举例、增殖能力和传播形式展开研究成果,从而追寻人类所轴突视神经系统脑细胞会扩张(white matter expansion)的细胞会和分长子更容易。

猩猩在视神经系统胚胎中所新转化成了犬科所没有的生发中所心outer subventricular zone (oSVZ)。Kriegstein的实验室于十年当年在oSVZ中所注意到了一种皱褶的扇形质细胞会outer radial glia (oRG)对于神经系统遭遇 (neurogenesis) 和视神经系统灰质(gray matter)的扩张至关重要,并于五年当年深入研究造出oRG的徽标基因组。但oRG是否投身于质遭遇,特别是oRG能否同化降解少突质细胞会,学术界以当年以来缺乏高明的研究成果证据。原因在于在猩猩中所难以标记和追踪特定细胞会多种类型,而oRG在需有基因组工程品系的犬科中所又并不稀有。在这项兼职中所,学者首先来进行时单细胞会分长子生物学和虚拟重构,深入研究造出一条从oRG 到OPC的细胞会同化谱系,并且注意到了一类新的中所间当年肝细胞会(定名为Pre-OPC) 抗体了从oRG到OPC的同化。然后学者对胚胎脑片进行时病理学染色剂,实际见到oSVZ区域中所大量不存在的oRG、Pre-OPC和OPC以及介于两两胚胎会彼此之间的过渡期中所间态细胞会。每一次学者通过抗体富集的方法从新鲜的临床组织检验中所这样一来纯化各类胚胎会,并进行时体外同化和药物处理,从而未确定oRG都能同化转化成Pre-OPC,后者再进一步同化转化成OPC。终于,学者对抗体纯化的胚胎会进行时病毒标记、细胞会移植、脑片培养和高分辨率显微显像,校准了三种不同多种类型胚胎会内斗和搬迁的动态暴力行为,并进行时两两对比。上述一系列实验结果表明灵长类特有的oRG也能支持质遭遇,从而为人类所少突质细胞会的降解给予啮齿类不需有的额外胚胎会举例。另外与神经系统遭遇比较应,少突质细胞会胚胎过程中所也不存在中所间当年肝细胞会,有别于之当年引述的投身于神经系统遭遇的TBR2阳性的IPC,这类新定义的Pre-OPC为EGFR+SOX2+OLIG2+,分布于oSVZ中所,并且需有特殊的跳跃式内斗动态暴力行为(Mitotic Somal Translocation)。在开阔oSVZ区域中所较广不存在的oRG和Pre-OPC这两种胚胎会为OPC的大量转化成给予当年提的细胞会举例。

运用高分辨率显微显像和BrdU类似物年终标记这两种不同的实验方法,学者都注意到在一个比较长的时间窗内(GW20-24)仍未充分利用细胞会命运不得不的OPC仍都能马不停蹄的年终内斗,从而稍稍扩增了胚胎会库,为再进一步同化转化成商业化的少突质细胞会和髓鞘给予较广的当年肝细胞会举例。这与以当年引述的激素中所研究成果结果大不相同,后者在比较应的胚胎后期(P0-3)的OPC重现静息突起态或漫长一轮细胞会内斗后短时间终同化构成少突质细胞会。

以往的引述揭示在神经系统遭遇中所胚胎会内斗转化成的长子细胞会并不一定相依相伴。经典的举例来说是扇形突起质(radial glia, RG)不非对称内斗转化成的神经系统元将沿着其姊姊RG爬到,而RG通过年终不非对称性内斗陆续转化成的长子代神经系统元将在视神经系统聚集排列成细胞会克隆。在对于OPC的高分辨率显微显像注意到中所,学者注意到一个并不有趣的现象:OPC内斗转化成的两个长子代细胞会彼此之间尖锐仇视, 向相反方向短时间搬迁。这与其它多种类型的内斗细胞会(包括RG和IPC在内)轻微不同,可能更容易新生OPC在视神经系统中所的更快传播以降低暂时性含量和充分利用一般来说。为了研究成果OPC长子细胞会相互仇视的分长子更容易,编者通过单细胞会分长子生物学对比了OPC同RG和IPC的基因组表达谱差异,见到一种OPC特异的原钙粘附细胞会后代成员PCDH15。无论是在RNA技术水平上运用RNA不良影响还是在细胞会技术水平上运用抗体阻断从而摧毁PCDH15的功能,都都能有效抑制OPC长子细胞会彼此之间的仇视现象。再进一步的高分辨率显微显像注意到或者内斗徽标细胞会KI67染色剂的结果外揭示,阻断OPC长子细胞会的仇视暴力行为将轻微抑制长子代OPC的再次内斗。这就是说PCDH15抗体的长子细胞会相互仇视发挥作用有利于了OPC的有效传播和更快内斗。

综合上述研究成果结果,人类所胚胎胚胎后期中所少突质当年肝细胞会的这三大政治性(额外举例,持续内斗,更快传播)将进一步提高少突质细胞会的降解数量,从而有利于轴突视神经系统的脑细胞会扩张。在文章结尾的讨论部分,编者还列出了运用单细胞会分长子生物学注意到的除PCDH15以外其它表达于OPC的抗体基因组,未来会对于这些基因组功能的研究成果将促成人们对于质遭遇的认识。另外,编者还提到过往对于轴突视神经系统胚胎间歇性性哮喘的研究成果并不一定集中所在神经系统遭遇上,质胚胎间歇性并不一定被当作是继发性损害;而本文的单细胞会分长子生物学结果表明很多临床上引述的致病基因组不仅表达于神经系统元,而且在质细胞会如OPC中所也有较高的mRNA技术水平,这提示着质细胞会在哮喘遭遇中所的原发性发挥作用以及遗传性神经系统胚胎哮喘的细胞会多态性。

原始造出处:

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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