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Neuron:新研究揭示干细胞发育的路径

来源:本站原创 2019-05-24 22:21

2019年5月24日 讯 /生物谷BIOON/ --最近,来自约翰·霍普金斯大学的研究人员他们创造了一种通过追踪细胞中表达的基因来绘制中枢神经系统发育方式的方法。这项技术在本研究的小鼠视网膜中得到验证,它遵循个体细胞在发育过程中使用的基因的活性,使研究人员能够以前所未有的细节识别模式。研究人员说,这种精确的路线图可用于开发治疗盲法和其他神经系统疾病的未来再生治疗方法。

“这是我们在中枢神经系统细胞发育方面最全面的图谱,”约翰霍普金斯大学医学院神经科学教授,约翰斯大学教授Seth Blackshaw博士说。“如果我们能利用这种地图来教授干细胞来创造某种类型的视网膜细胞,那么我们有朝一日可以取代因黄斑变性和其他致盲疾病而失去的细胞”,Genevieve Stein-O'Brien博士说。相关结果于5月22日发表在《Neuron》杂志上。


Blackshaw说,视网膜是一种众所周知的结构,包含在整个神经系统中发现的许多细胞类型,因此,它是用于研究中枢神经系统发育的一个很好的样本。构成视网膜的许多细胞类型中的每一种都是由神经祖细胞产生的 - 干细胞样细胞能够发育成几乎任何视网膜细胞类型,这取决于在发育过程中打开和关闭的基因。创建每种细胞类型所需的基因模式沿着严格的时间线发生。神经元,如视网膜中的吸光棒和视锥细胞,由年轻的祖细胞产生,而支持性神经胶质细胞由较老的祖细胞产生。

为了详细研究这一过程并绘制相关图谱,研究人员首先对不同发育时间点的个体小鼠视网膜细胞的DNA进行了测序 - 从第一个祖细胞到成人视网膜的细胞。

然后研究人员将这些信息放入Stein-O'Brien开发的机器学习计算机程序中。该计划旨在快速压缩大量的遗传数据,将细胞分组在一起,生成一张地图,让研究人员可视化开发过程。该计算机程序产生了一种分支结构,使研究人员能够看到哪种细胞类型产生最密切相关的其他细胞类型,以及导致小鼠和人类视网膜中发现的100多种细胞类型的遗传变化。“这张图谱为我们提供了一种方式,让我们可以看到个体基因和基因网络对正在发育的中枢神经系统的影响,”Blackshaw说。(生物谷Bioon.com)

资讯出处:A road map to stem cell development

原始出处:Brian S. Clark, Genevieve L. Stein-O’Brien, Fion Shiau, Gabrielle H. Cannon, Emily Davis-Marcisak, Thomas Sherman, Clayton P. Santiago, Thanh V. Hoang, Fatemeh Rajaii, Rebecca E. James-Esposito, Richard M. Gronostajski, Elana J. Fertig, Loyal A. Goff, Seth Blackshaw. Single-Cell RNA-Seq Analysis of Retinal Development Identifies NFI Factors as Regulating Mitotic Exit and Late-Born Cell Specification. Neuron, 2019; DOI: 10.1016/j.neuron.2019.04.010

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