Cell Rep：揭示在大脑形成过程中调节神经元形成与干细胞维持之间平衡的分子机制

来源：生物谷原创 2022-06-29 09:55

来自西班牙的科学家们通过研究阐明了调节大脑形成过程中神经元的形成和干细胞维持之间平衡的分子机制。

阐明在构建胚胎大脑过程中调节祖细胞增殖和神经元分化之间平衡的细胞和分子机制，需要结合细胞系和功能方法；近日，一篇发表在国际杂志Cell Reports上题为“The neurogenic fate of the hindbrain boundaries relies on Notch3-dependent asymmetric cell divisions”的研究报告中，来自西班牙的科学家们通过研究阐明了调节大脑形成过程中神经元的形成和干细胞维持之间平衡的分子机制。

在脊椎动物中，中枢神经系统是由胚胎结构分裂为大脑和脊髓的三个囊泡所形成的，最后面的囊泡称之为后脑或菱脑，其在所有脊椎动物中都被保留下来了，其会导致成人基本的衍生物，用于调节呼吸、心率等，在胚胎发育过程中，后脑被细分为7个部分，称之为菱脑原节（rhombomeres）。在胚胎发育过程中，负责器官生长的祖干细胞的增殖与分化为神经元细胞之间会发生协调，出于这一原因，其产生神经元的能力被定位在特定的位点。

如今，研究人员通过研究调查了菱形边界细胞（rhombomeric boundary cells）如何在维持祖干细胞的增殖库的同时来产生神经元细胞，在胚胎形成的最初阶段，维持一些数量的干细胞是非常重要的，这些干细胞后期就会形成神经元细胞。研究者Cristina Pujades说道，在大脑形成过程中，增殖和分化的过程就必须被维持，其就必须被精确地调控，而每个步骤必须在正确的时间里发生，这种协调至关重要，因为这一过程中出现任何问题都会导致机体出现神经性紊乱。

其会通过不对称分裂来做到这一点，换句话说，当一个祖细胞发生分裂时，其就会产生子代细胞从而转变为神经元并停止分裂，而另一个子代细胞则会保持原生细胞状态，这就会使得干细胞库随着时间能够长期保留；这项研究中，研究者发现，所谓的Notch信号通路所诱导的细胞不对称分裂或许能促进菱形边界细胞形成神经元，同时还能在后期保留干细胞。

图片来源：https://www./cell-reports/fulltext/S2211-1247(22)00692-1?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS2211124722006921%3Fshowall%3Dtrue

这些细胞能表达标志物，但由于其会在该过程中发生改变，从而当其停止表达时，我们就会失去对其的追踪，也就无法再对其进行跟踪了。目前研究人员能利用CRISPR技术来插入报道基因并产生一种转基因斑马鱼品系，其中研究人员感兴趣的细胞能表达一种荧光标记，因此，研究者可以观察到它们，并随着时间延续对其追踪，来观察其是如何分裂的，以及其能产生哪种类型的神经元细胞。

综上，本文研究结果表明，边界细胞的命运或许就是成为神经元细胞，其亚型或许依赖于其轴向位置，这或许就表明，边界细胞有助于完善不同的神经元细胞群体的数量和比例。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Covadonga F. Hevia，Carolyn Engel-Pizcueta，Frederic Udina, et al. The neurogenic fate of the hindbrain boundaries relies on Notch3-dependent asymmetric cell divisions, Cell Reports (2022). DOI: 10.1016/j.celrep.2022.110915