运动神经元如何发展成激活不同肌肉的亚型
运动神经元在运动中起着至关重要的作用,它将中枢神经系统与身体的不同肌肉连接起来。
因此,科学家们对理解控制这些神经元如何形成的生物机制非常感兴趣。
2月17日自然通讯在美国,研究人员报告了这一领域令人兴奋的进展。他们发现了这一过程的新细节运动神经元发展成亚型,将脊髓与不同的目标肌肉连接起来,帮助控制不同的身体部位。
由布法罗大学的生物学家领导的这项研究得出结论,一种名为Kdm6b的基因有助于控制运动神经元的命运。这项在小鼠身上完成的研究发现,Kdm6b:
- 鼓励运动神经元发展为内侧运动柱的亚型。这些神经元以背轴肌为目标。
- 鼓励运动神经元发育成低轴运动列的亚型。这些神经元以肋间肌和腹肌为目标。
- 阻止运动神经元发育成横向运动柱的亚型。这些神经元以腹侧和背侧肢体肌肉为目标。
- 阻止运动神经元发展成节前运动列的亚型。这些神经元以交感神经节为目标,交感神经节控制着内部器官,比如心脏。
该研究还报告说,Kdm6b与一种名为Isl1-Lhx3的蛋白质复合物合作,影响运动神经元的多样化方式。
“在早期发展,人类产生神经细胞与肌肉和控制相联系肌肉该研究的资深作者、UB生物学家李秀京(Soo-Kyung Lee)说。“这些神经细胞在正确的时间和地点形成,对人类的生存和运动控制至关重要。我们对小鼠的研究揭示了这些神经细胞是如何获得它们的特殊身份的。我们的研究可以为产生特化神经细胞和治疗运动系统障碍和脊髓损伤提供策略。”
李博士是帝国创新教授,UB艺术与科学学院生物科学系Om P. Bahl教授。
Jae W. Lee博士,布法罗大学生物科学教授,也是这篇新论文的合著者自然通讯该研究的第一作者是两位前Lee实验室博士后研究人员:王文贤博士,他在UB与李氏合作,以及Hyeyoung Cho博士,他在俄勒冈健康与科学大学与李氏合作。
“神经科学中最基本的问题之一,但人们对这个问题了解甚少,那就是单个神经元群体如何分化成不同的神经元子类型具有不同的突触目标,”Jae W. Lee说。“我们的论文为这一重要主题提供了至关重要的见解,为理解如何做到这一点做出了重大贡献电动机神经元进一步发展为不同的柱状簇。”