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组态

2021-10-25 03:42:24 来源:
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在演化流程中都,人类文明脑部与身体比重较之啮齿类或非人脊椎动物轻微加大,为人格的提高和精神的造成透过脑部物质基础。就变化最为显着的中枢脑部而言,除了外周在程度朝向上的急遽倍增并演化成特定折叠基本上的沟回本体之外,人脑脑干地带的体积更是不断增加,与之相牵动的是脑干细菌感染也被选为神经纤维愈合异常性营养不良中都相似的疼痛,比较严重时甚至导致脑瘫。少突外膜细胞膜作为脑干中都丰度高达的细胞膜,演化成包裹神经神经的脂质,促成脑部频率的跳跃式导电。对于少突外膜细胞膜愈合机制的科学研究不仅能鼓励我们更好的知晓人类文明中枢脑部愈合,也为脑干细菌感染相关营养不良的确诊机理科学研究和治疗原理探求透过依据。然而由于人脑组织试样的难得和可用目的的也就是说,以外对于少突外膜细胞膜愈合机制的科学研究主要是为了让豚鼠为框架。考虑到人类文明脑部和鼠类脑部本体的不小相异,科学研究人类文明少突外膜细胞膜愈合应该具有特殊特殊性显得尤为重要。

2020年7月16日,加州大学旧金山分校Arnold Kriegstein测试室(黄薇博士为共同第一所作和共同的通讯所作)在CellMagazine上网络刊载了并作Origins and Proliferative States of Human Oligodendrocyte Precursor Cell的科学研究论文。这项指导主轴人类文明生殖细胞愈合流程中都少突外膜当年胚胎膜(OPC)的谱系可能会、增殖能力和散布方式展开科学研究,从而探求人类文明中枢脑部脑干拓展(white matter expansion)的细胞膜和分长子机制。

脊椎动物在神经纤维愈合中都新造成了豚鼠所没有的生发中都心outer subventricular zone (oSVZ)。Kriegstein测试室于十年当年在oSVZ中都挖掘出了一种膨大的辐射状外膜细胞膜outer radial glia (oRG)对于脑部遭遇 (neurogenesis) 和神经纤维外周(gray matter)的拓展至关重要,并于五年当年确认出oRG的红色DNA。但oRG应该参与外膜遭遇,特别是oRG能否分化成分解少突外膜细胞膜,学术界一直以来缺乏坚实的科学研究证据。原因在于在脊椎动物中都难以标示和特定细胞膜类型,而oRG在具有转DNA品系的豚鼠中都又颇为稀有。在这项指导中都,科学科学家首先为了让单细胞膜核酸和虚拟表征,确认出一条从oRG 到OPC的细胞膜分化成谱系,并且挖掘出了一类新的中都间当年胚胎膜(定名为Pre-OPC) 介导了从oRG到OPC的分化成。然后科学科学家对生殖细胞脑片完成组织学染,也就是说寻找oSVZ地带中都大量共存的oRG、Pre-OPC和OPC以及介于两两胚胎膜间的发挥作用中都间态细胞膜。接下来科学科学家通过致病富集的原理从新鲜的医学组织试样中都直接纯化各类胚胎膜,并完成体外分化成和药物处理,从而确定oRG能够分化成造成Pre-OPC,后者全面分化成造成OPC。最后,科学科学家对致病纯化的胚胎膜完成病毒标示、细胞膜移植、脑片人才培养和高分辨率放射高分辨率,精确测量了三种各有不同类型胚胎膜崩解和移入的自适应行为,并完成两两对比。上述一系列测试结果表明灵长类特有的oRG也能支持外膜遭遇,从而为人类文明少突外膜细胞膜的分解透过啮齿类不具有的额外胚胎膜可能会。另外与脑部遭遇相较应,少突外膜细胞膜愈合流程中都也共存中都间当年胚胎膜,有别于在此之当年新闻报导的参与脑部遭遇的TBR2中性的IPC,这类新定义的Pre-OPC为EGFR+SOX2+OLIG2+,分布于oSVZ中都,并且具有特殊的跳跃式崩解自适应行为(Mitotic Somal Translocation)。在较宽oSVZ地带中都为广泛共存的oRG和Pre-OPC这两种胚胎膜为OPC的大量造成透过充分的细胞膜可能会。

借助于高分辨率放射高分辨率和BrdU嘌呤倒数标示这两种各有不同的测试原理,科学科学家都挖掘出在一个相较长的星期窗内(GW20-24)已经付诸细胞膜终究提议的OPC仍能够马不停蹄的倒数崩解,从而不断倍增了胚胎膜奎,为全面分化成造成成熟的少突外膜细胞膜和脂质透过为广泛的当年胚胎膜可能会。这与之当年新闻报导的小鼠中都科学研究结果大不相同,后者在相较应的愈合时期(P0-3)的OPC呈现出经常性状态或个人经历一轮细胞膜崩解后很快惟有分化成演化成少突外膜细胞膜。

以往的新闻报导显示在脑部遭遇中都胚胎膜崩解造成的长子细胞膜往往相依相伴。精华的例长子是辐射状状外膜(radial glia, RG)不对角崩解造成的神经将沿着其姊妹RG攀爬,而RG通过倒数不对角性崩解陆续造成的长子代神经将在神经纤维聚集顶端细胞膜复制。在对于OPC的高分辨率放射高分辨率通过观察中都,科学科学家挖掘出一个颇为有趣的自然现象:OPC崩解造成的两个长子代细胞膜间浓烈仇视, 向无论如何朝向很快移入。这与其它类型的崩解细胞膜(都有RG和IPC在内)轻微各有不同,可能会有助于高年级OPC在神经纤维中都的更快散布以降低局部沸点和付诸仅有匀分布。为了科学研究OPC长子细胞膜彼此间仇视的分长子机制,所作通过单细胞膜核酸对比了OPC同RG和IPC的DNA表述谱相异,寻找一种OPC特异的原钙表层复合物堂兄弟新成员PCDH15。无论是在RNA程度上借助于RNA电磁干扰还是在复合物程度上借助于抗体绕过从而毁损PCDH15的功能,都能够有效减缓OPC长子细胞膜间的仇视自然现象。全面的高分辨率放射高分辨率通过观察或者崩解红色复合物KI67染的结果仅有显示,绕过OPC长子细胞膜的仇视行为将轻微减缓长子代OPC的再次崩解。这就是说PCDH15介导的长子细胞膜彼此间仇视关键作用促成了OPC的有效散布和更快崩解。

总合上述科学研究结果,人类文明生殖细胞愈合时期中都少突外膜当年胚胎膜的这三大特殊性(额外可能会,持续崩解,更快散布)将大幅度提高少突外膜细胞膜的分解数量,从而促成中枢脑部的脑干拓展。在短文末尾的讨论部分,所作还列举了借助于单细胞膜核酸挖掘出的除PCDH15以外其它表述于OPC的专一性DNA,未来对于这些DNA功能的科学研究将加深人们对于外膜遭遇的熟识。另外,所作还提到从前对于中枢脑部愈合异常性营养不良的科学研究往往集中都在脑部遭遇上,外膜愈合异常往往被当做是性疾病受到影响;而本文的单细胞膜核酸结果表明很多医学上新闻报导的病原体DNA不仅表述于神经,而且在外膜细胞膜如OPC中都也有较高的转录程度,这提醒着外膜细胞膜在营养不良遭遇中都的高血压关键作用以及遗传性脑部愈合营养不良的细胞膜多态性。

原始注解:

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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