CELL RESEARCH:解码人类脊髓发育过程中转录因子的时空调控

脊椎动物脊髓的细胞多样性是沿着胚胎体表的三个空间轴建立的：喙-尾轴、背-腹轴和内-外侧轴。背腹轴依赖于形态发生因子（包括 BMPs、Wnts 和 Shh）的活动，这些形态发生因子可诱导沿该轴的祖细胞在空间上限制性地表达转录因子（TFs）。TF 的组合表达引导祖细胞向分子和生理上不同的神经元亚型分化，对立相邻的转录程序，并使祖细胞区之间的界限更加清晰。随着时间的推移，内侧-外侧限制性细胞组织逐渐形成，包括分裂祖细胞、新生神经元和成熟神经元。细胞沿喙-尾轴的空间变化也很明显，通过 FGF 和 RA 的对立梯度，运动神经元（MNs）可适应其外周目标的独特特征。这种时空系统的破坏可导致发育障碍。虽然对模型动物进行了广泛研究，但人们对人类脊髓发育的机制还不甚了解。

近段时间，来自广东智能科学与技术研究院的Yingchao Shi教授及团队引入了一种基于图像的单细胞转录因子（TF）表达解码空间转录组方法（TF-seqFISH）来研究人类脊髓发育过程中TF的空间表达和调控，旨在揭示背角层状结构的形成，运动神经元（MN）多样化的空间差异和分子线索，以及肌萎缩性脊髓侧索硬化症（ALS）风险基因在MN和小胶质细胞中的富集，这些发现提供了发育中人类脊髓的时空转录组资源，以及脊髓损伤修复和渐冻症治疗的潜在策略。

结果显示，在发育中的人类脊髓中发现的 DAM 样小胶质细胞与多项研究中观察到的特化小胶质细胞群有显著的相似性。其次，两种类型的 DAM 样小胶质细胞都主要出现在发育中的白质区域。第三，在发育中的人类脊髓（GW16-25）或之前的研究中发现的 DAM 样小胶质细胞的出现时间与髓鞘化的开始时间一致。第四，与 DAM 样小胶质细胞的空间分布一致，该实验在脊髓白质中也检测到了大量 MBP 小胶质细胞。他们推测DAM 样小胶质细胞可能会影响 MN 过程的髓鞘化，从而有助于建立适当的神经回路。

发育中人类脊髓神经祖细胞的分子和空间特征

总之，该研究为调节小胶质细胞活动或神经血管系统提供了替代选择，这可能为将来治疗 ALS 带来希望。

原始出处：Shi Y, Huang L, et. Decoding the spatiotemporal regulation of transcription factors during human spinal cord development. Cell Res. 2024 Jan 5. doi: 10.1038/s41422-023-00897-x. Epub ahead of print. PMID: 38177242.