在大脑形成过程中,机械力控制着细胞的命运

在大脑形成过程中,机械力控制着细胞的命运
斑马鱼转基因胚胎后脑的背侧视图,其中所有的细胞核和洋红色的细胞都对机械信号作出反应。右边是跨越边界的横截面,在那里可以看到洋红色的机械变化的感觉细胞。信贷:UPF值

UPF发育生物学研究组的一项新研究表明,在大脑的胚胎发育过程中,相邻节段之间的细胞检测在形态发生过程中产生的机械力,以调节祖干细胞和分化神经元之间的平衡。该研究已发表在该杂志上发展

在脊椎动物中,中枢神经系统是由胚胎结构形成的,胚胎结构分为大脑和脊髓的三个小泡。最后面的脑泡会产生重要的成人衍生物,如小脑,并且是颅神经的来源,神经支配面部。在,后脑被细分为七个部分,称为rhombomeres神经元产生运动神经元和感觉神经元。

在后脑分割过程中,一种特殊的细胞群位于连续菱形粒之间的界面上。这些边界细胞起到屏障的作用,使相邻的细胞群不能混合,向相邻的小圆粒的祖细胞发送指令,并作为祖细胞和神经元的来源。虽然力学信号被认为越来越多地参与调控细胞行为,但这在体内是如何发生的还没有被证明。

现在,由UPF实验和健康科学系(DCEXS)的Cristina Pujades领导的小组研究了斑马鱼后脑分割过程中,这些边界细胞如何能够“感知”机械刺激并将其转化为特定的生物行为。

“利用转基因斑马鱼胚胎表达荧光标记在控制下我们发现,通过Yap/Taz-TEAD蛋白的活性,边界细胞实际上充当着机械传感器的作用,”这篇文章的第一作者Adrià Voltes解释道。当作者操纵整个胚胎和克隆群体的肌动球蛋白细胞骨架时,这种活性丧失,表明该途径以细胞自主的方式响应机械线索。

然而,这些蛋白的活性降低,无论是有条件的或通过yap和taz突变体,减少增殖的边界细胞的数量,但不影响其向神经元的分化。Cristina Pujades解释说:“因此,Yap/Taz-TEAD的活性对于维持边界细胞作为增殖祖细胞,从而成为干细胞的利基至关重要。”

综合来看,这些数据表明了边界后脑通过Yap/Taz-TEAD感觉机械力来调节分化过程中祖细胞的增殖。“根据我们的研究结果,我们建议Cristina Pujades总结说:“在胚胎发育过程中产生的细胞调节了祖细胞的维持,因此控制了神经元增殖和分化之间的平衡。”


进一步探索

成为,或者不成为神经元

更多信息:Adrià Voltes等人,Yap/Taz-TEAD活动将机械线索与斑马鱼后脑分割期间的祖细胞行为联系起来,发展(2019)。DOI: 10.1242 / dev.176735
期刊信息: 发展

由巴塞罗那庞培法布拉大学提供
引用:在大脑形成过程中,机械力控制细胞命运(2019年7月29日)
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