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Cell Stem Cell:科学家阐明大脑中神经前体细胞分化为神经胶质细胞的分子机制

来源:本站原创 2018-12-14 09:31

2018年12月14日 讯 /生物谷BIOON/ --在大脑中,两种类型的细胞常常会保持活跃状态,即神经细胞和胶质细胞,长期以来科学家们认为胶质细胞是一种支持性的细胞,但如今越来越多的研究发现这种细胞在大脑神经元细胞之间的交流沟通上扮演着非常重要的积极性角色,此外,胶质细胞还参与到了神经变性疾病的发生过程中。

图片来源:en.wikipedia.org

近日,一项刊登在国际杂志Cell Stem Cell上的研究报告中,来自德国美茵茨大学医学中心的科学家们通过研究得出了重要发现,这些发现或能帮助研究人员阐明在神经变性疾病发生过程中胶质细胞所发生的变化;文章中,研究人员揭示了神经胶质细胞如何从大脑中的神经前体细胞(neural precursor cells)发育而来,研究者表示,涉及三个阶段及三种转录因子的分化过程在组织细胞核中基因的胶质特异性转录过程中扮演着重要角色。

胶质细胞通常被分为三种基本的类型:星形胶质细胞(astrocytes)、少突胶质细胞(oligodendrocytes)和小胶质细胞(microglia),前两种细胞就是所谓的大胶质细胞;星形胶质细胞是最常见的细胞类型,其在胶质细胞中占到了80%的比例,其是通过放射状胶质细胞或神经前体细胞衍生而来;这项研究中,研究人员应用RNA测序技术对在某一个特定时间点(涉及上述三个过程的分化过程)进行转录的细胞中所有的基因进行分析,在第一阶段,星形胶质前体细胞形成后,会通过细胞分裂进行增殖;在第二阶段,这些星形胶质前体细胞就会发育称为年轻未成熟的星形胶质细胞,但其便不再分裂了,而第三阶段则能促进星形胶质细胞完全成熟并转化为功能性的细胞。

研究者Berninger解释道,本文研究表明,星形胶质细胞的形成过程处于动态变化过程中,而且在其形成的不同阶段都会有不同基因处于激活状态,这些基因会被每一个阶段特异性的转录因子所调节;此外,研究者还发现,转录因子NFIA和ATF3对于开启星形胶质祖细胞向早期星形胶质细胞的分化非常重要,从早期星形胶质细胞完全分化成为星形胶质细胞的过程中,Runx2是该过程必不可少的关键转录因子。

此前研究结果表明,星形胶质细胞中基因表达的功能失常会对神经细胞带来毒性影响,随后神经细胞就会发生死亡,而这就是神经变性疾病发生的主要特征;如今研究人员深入理解了星形胶质细胞形成的过程,同时他们也发现了这些细胞脱离正常程序发生错误的机制。研究者推测,转录因子Runx2或许在抑制星形胶质细胞重新被激活的过程中扮演着非常重要的角色,星形胶质细胞再次被激活并不意味着其具有毒性作用,但这却是其具有毒性的一个先决条件;后期研究人员还将深入研究阐明如何通过操控Runx2来抑制星形胶质细胞的神经毒性效应以及其如何促进神经细胞发生死亡。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Neha Tiwari, Abhijeet Pataskar, Sophie Péron, et al. Stage-Specific Transcription Factors Drive Astrogliogenesis by Remodeling Gene Regulatory Landscapes. Cell Stem Cell, 2018; 23 (4): 557 DOI: 10.1016/j.stem.2018.09.008

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