處在多重時(shí)區(qū)的神經(jīng)干細(xì)胞
在近期出版的《自然》(Nature)雜志上,兩個(gè)研究組分別針對這一方面展開了研究,證明了指向神經(jīng)干細(xì)胞發(fā)育模式中的一個(gè)時(shí)間要素和調(diào)控機(jī)制。
在第一項(xiàng)研究中,來自俄勒岡大學(xué)的研究人員證實(shí)一類特定的干細(xì)胞: II 型成神經(jīng)細(xì)胞(Neuroblast)的干細(xì)胞能夠制備出祖細(xì)胞,隨后這些祖細(xì)胞產(chǎn)生許多不同類型的細(xì)胞。單個(gè)神經(jīng)干細(xì)胞或神經(jīng)祖細(xì)胞能夠隨著時(shí)間推移而發(fā)生變化,從而制造出中樞系統(tǒng)中不同類型的神經(jīng)元和其他類型的細(xì)胞,但是針對含有幾種不同類型的神經(jīng)祖細(xì)胞的大型神經(jīng)干細(xì)胞系而言,人們還沒有完全地描述過這種時(shí)間分布規(guī)律。
研究人員發(fā)現(xiàn)中間神經(jīng)祖細(xì)胞導(dǎo)致了更為復(fù)雜的細(xì)胞模式。這些中間神經(jīng)祖細(xì)胞按順序生成了不同的神經(jīng)亞型。該研究通過揭 示這一機(jī)制中的第二軸,闡明了額外的神經(jīng)多樣性的原因。并非如從前所認(rèn)為的那樣,一個(gè)干細(xì)胞生成了100個(gè)神經(jīng)元,其有可能負(fù)責(zé)生成了400個(gè)或500個(gè)神經(jīng)元。
神經(jīng)祖細(xì)胞在產(chǎn)生調(diào)控蛋白的連續(xù)波時(shí)會隨時(shí)間變化,從而增加它們的神經(jīng)細(xì)胞和膠質(zhì)細(xì)胞后代的大小及多樣性。由于類似的神經(jīng)祖細(xì)胞以及同源調(diào)控蛋白已在發(fā)育中的哺乳動物腦中被發(fā)現(xiàn),所以這種時(shí)間模式形成方式可能也對人類新皮層的神經(jīng)復(fù)雜性有貢獻(xiàn)。
而另外一項(xiàng)研究中,來自紐約大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)一系列基因在果蠅大腦干細(xì)胞中的順序表達(dá)控制它的視覺系統(tǒng)中的神經(jīng)多樣性產(chǎn)生。他們分析了果蠅髓質(zhì)中的成神經(jīng)細(xì)胞(Neuroblast)---分裂中的神經(jīng)干細(xì)胞,能夠產(chǎn)生神經(jīng)元---表達(dá)的基因,并研究了它們?nèi)绾伪磉_(dá)和何時(shí)表達(dá)。
研究發(fā)現(xiàn)揭示出當(dāng)果蠅年齡增加時(shí),編碼5種不同轉(zhuǎn)錄因子的 5 個(gè)基因在每個(gè)髓質(zhì)成神經(jīng)細(xì)胞中按照一種特定的順序進(jìn)行表達(dá)。這5種轉(zhuǎn)錄因子為 Homothorax、Eyeless、Sloppy paired、Dichaete 和 Tailless。這5個(gè)基因形成一種時(shí)間串聯(lián)事件:一個(gè)基因能夠激活下一個(gè)基因和抑制前一個(gè)基因,從而確保按照時(shí)間順序進(jìn)行發(fā)育。