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的系统

2022-02-14 11:39:59 来源:
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在有机体流程中所,人类文明大脑与身体生产量较之啮齿动物或非人灵短类动物微小增加,为心智的大大提高和特质的消除获取骨骼肌物质基础。就变化最为显着的大脑皮质而言,除了大脑脑在水平方向上的大幅增为并形成特定折叠形式的沟回结构之外,人病灶周围的重量堪称大为增加,与之常与显现成的是脑细胞受损也沦为脑受精反常性性疾病中所常见的症状,情况严重时甚至导致脑瘫。少突海绵细胞会作为脑细胞中所丰度最高的细胞会,形成包裹小脑神经纤维的髓鞘,促成骨骼肌回波的跳跃式诱导。对于少突海绵细胞会受精机制的学术研究不仅能设法我们更多的了解人类文明大脑皮质受精,也为脑细胞受损之外性疾病的发病内源性学术研究和放射治疗分析方法聚焦获取依据。然而由于人肌肉其组织结果显示的绝佳和操作分析方法的有限,目在此之前对于少突海绵细胞会受精机制的学术研究主要是依靠啮齿动物动物为模型。考虑到人类文明大脑和家禽大脑结构的巨大差异,学术研究人类文明少突海绵细胞会受精是否兼顾类似连续性显得尤为重要。

2020年7月16日,加州大学洛杉矶校本部Arnold Kriegstein试验中室(黄薇博士为携手第一原作者和携手通讯原作者)在Cell时尚杂志上该软件发表了新的书Origins and Proliferative States of Human Oligodendrocyte Precursor Cell的学术研究论文。这项工作围绕人类文明胎盘受精流程中所少突海绵在此之前线粒体会(OPC)的可知比如说、增殖战斗能力和扩散方式展开学术研究,从而聚焦人类文明大脑皮质脑细胞兼并(white matter expansion)的细胞会和分姪机制。

灵短类动物在脑受精中所新的消除了啮齿动物动物所从未的生发中所心outer subventricular zone (oSVZ)。Kriegstein试验中室于十年在此之前在oSVZ中所断定了一种粗短的放射状海绵细胞会outer radial glia (oRG)对于骨骼肌暴发 (neurogenesis) 和脑大脑脑(gray matter)的兼并至关重要,并于五年在此之前断定成oRG的标志DNA。但oRG是否参予海绵暴发,特别是oRG能否同化降解少突海绵细胞会,医学界一直以来依赖于有力的学术研究证明。情况在于在灵短类动物中所难以标记和特定细胞会类别,而oRG在兼顾转DNA品系的啮齿动物动物中所又比较稀有。在这项工作中所,学术历史学者首先依靠单细胞会DNA组和虚拟重构,断定成一条从oRG 到OPC的细胞会同化可知,并且断定了一类新的的中所间在此之前线粒体会(命名为Pre-OPC) 介导了从oRG到OPC的同化。然后学术历史学者对胎盘脑片透过表征染料,基本上找到oSVZ周围中所大量基本上上的oRG、Pre-OPC和OPC以及介于两两线粒体会密切关系的过渡中所间态细胞会。接下来学术历史学者通过免疫细胞富集的分析方法从新的鲜的药理学其组织结果显示中所并不需要纯化各类线粒体会,并透过排泄同化和药剂处理,从而确定oRG必需同化消除Pre-OPC,后者大幅度同化消除OPC。终于,学术历史学者对免疫细胞纯化的线粒体会透过病毒标记、细胞会再生、脑片培养和实时电子显微镜超声,探测了三种不同类别线粒体会分离和搬迁的动态不当,并透过两两对比。上述一系列试验中得成灵短类特有的oRG也能全力支持海绵暴发,从而为人类文明少突海绵细胞会的降解获取啮齿动物不兼顾的额外线粒体会比如说。另外与骨骼肌暴发常与比之下其所,少突海绵细胞会受精流程中所也基本上上中所间在此之前线粒体会,有别于之在此之前引述的参予骨骼肌暴发的TBR2中性的IPC,这类新的假设的Pre-OPC为EGFR+SOX2+OLIG2+,产自于oSVZ中所,并且兼顾类似的跳跃式分离动态不当(Mitotic Somal Translocation)。在平坦oSVZ周围中所广泛基本上上的oRG和Pre-OPC这两种线粒体会为OPC的大量消除获取充分的细胞会比如说。

借助实时电子显微镜超声和BrdU抗病毒近十年标记这两种不同的试验中分析方法,学术历史学者都断定在一个常与比之下短的时间窗内(GW20-24)已经借助于细胞会生死立即的OPC仍必需马不停蹄的近十年分离,从而大为增为了线粒体会库,为大幅度同化消除成熟的少突海绵细胞会和髓鞘获取广泛的在此之前线粒体会比如说。这与以在此之前引述的小鼠中所学术研究结果大不常与同,后者在常与比之下其所的受精末期(P0-3)的OPC重现静息状态或历程一轮细胞会分离后迅速终同化形成少突海绵细胞会。

过去的引述显示在骨骼肌暴发中所线粒体会分离消除的姪细胞会一般来说常与依伴。经典的例姪是放射状状海绵(radial glia, RG)不对称分离消除的小脑将沿着其姊姊RG攀爬,而RG通过近十年反转分离陆续消除的姪代小脑将在脑聚集排列成细胞会克林。在对于OPC的实时电子显微镜超声掩蔽中所,学术历史学者断定一个比较无聊的现象:OPC分离消除的两个姪代细胞会密切关系强烈轻视, 向也就是说方向迅速搬迁。这与其它类别的分离细胞会(大部份RG和IPC在内)微小不同,可能有助于新的生OPC在脑中所的迅速扩散以降低暂时性浓度和借助于仅匀产自。为了学术研究OPC姪细胞会常与互轻视的分姪机制,原作者通过单细胞会DNA组对比了OPC同RG和IPC的mRNA谱差异,找到一种OPC特异的原钙粘附受体后代小团体PCDH15。无论是在RNA水平上借助RNA拓扰还是在受体水平上借助抗体截断从而毁坏PCDH15的机能,都必需有效选择性OPC姪细胞会密切关系的轻视现象。大幅度的实时电子显微镜超声掩蔽或者分离标志受体KI67染料的结果仅显示,截断OPC姪细胞会的轻视不当将微小选择性姪代OPC的终于分离。这就是说PCDH15介导的姪细胞会常与互轻视关键作用促成了OPC的有效扩散和迅速分离。

综合上述学术研究结果,人类文明胎盘受精末期中所少突海绵在此之前线粒体会的这三大连续性(额外比如说,持续分离,迅速扩散)将大大降低少突海绵细胞会的降解为数,从而促成大脑皮质的脑细胞兼并。在文章末尾的探讨大部分,原作者还列举了借助单细胞会DNA组断定的除PCDH15大部份其它表达于OPC的甲基化DNA,未来对于这些DNA机能的学术研究将加深人们对于海绵暴发的了解。另外,原作者还提到过往对于大脑皮质受精反常性性疾病的学术研究一般来说集中所在骨骼肌暴发上,海绵受精反常一般来说被做为是性性疾病危及;而本文的单细胞会DNA组得成很多药理学上引述的致病DNA不仅表达于小脑,而且在海绵细胞会如OPC中所也有很低的mRNA水平,这提示着海绵细胞会在性疾病暴发中所的原发性关键作用以及病变骨骼肌受精性疾病的细胞会多态性。

原始记事:

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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