Nature：两类神经元的来源机制或能提醒年夜脑中所呈现的特定细胞多样性

起源：本站原创 2021-09-26 10:55

2021年9月26日 讯 /100医药网BIOON/ --在咱们的年夜脑中生存着有数的细胞类型，其支持着简单的人类思想，即从咱们制作影象和决议计划的才能，到嗅觉、味觉、活动和交流才能，今朝迷信家们尚没有完整懂得这种症结的细胞多样性是若何跟着年夜脑的成长和发育而产生的。近日，一篇颁发在国内杂志Nature上题为“Genetic and epigenetic coordination of cortical interneuron development”的研讨申报中，来自MIT等机构的迷信家们通过研讨提醒了年夜脑皮层中的两种症结的细胞类型是若何从小鼠机体繁多的祖细胞发生了，文章中，研讨职员发现，特别的遗传和分子因素或能匆匆进两类中心神经元发育为分歧身份的细胞，相关研讨成果或为研讨年夜脑中细胞多样性的呈现提供了一种模子。

图片起源：https://www.nature.com/articles/s41586-021-03933-1

因为多种神经发育和精力性疾病会影响分歧的细胞类型，包含中心神经元，研讨者表现，本文研讨或能帮忙迷信家们更好地舆解这些阻碍是若何产生的，同时研讨职员所开辟的新办法也能帮忙他们研讨疾病相关的基因渐变对年夜脑中多品种型细胞所发生的影响。研讨者Fishell说道，神经迷信研讨的部门将来将是发明出咱们能用来纠正十分特别细胞类型活性的对象，而完成开辟这些对象的一个紧张步调便是在本文研讨中所做的，获取对于繁多细胞类型更为具体的信息。中心神经元是专门为与中枢神经体系中的神经元细胞，其在形态、连贯性和功效上要比年夜脑前部的任何其它类型细胞都加倍度氧化；此中两种最突出的中心神经元便是小白卵白（PV）和成长抑素（SST）阳性细胞，在成年人机体中，这些细胞没有比这更分歧的多了。

虽然两者都是克制性细胞，能阻断或减缓神经活性发射，但这两种细胞会以分歧的方式来发扬作用；PV细胞能发扬否认权的脚色，完整结束旌旗灯号，而SST细胞则会对神经元之间的通信进行微调，并许可一些旌旗灯号通过，同时克制其它旌旗灯号。基于此前研讨成果，研讨者指出，PV和SST细胞来自于雷同的细胞类型，为了确定到底是哪种因素能够影响细胞分解的方式和光阴，研讨职员应用RNA测序技术联合一种名为转座酶可打仗染色质的测序技术（ATAC测序）来阐发上述两种细胞类型；ATAC测序提醒了染色质的哪些部门能被细胞中的卵白质制作机械所打仗；当将这些研讨数据聚拢在一路时，其就会组成一种丰厚的数据起源，并为研讨基因调理树立惊人的盘算模子。

应用这些数据，研讨职员绘制出了响应的图谱来提醒分子调理子（比方DNA、RNA和卵白质等）若何完成互相连贯从而节制小鼠机体PV和SST细胞中的基因表白，随后他们对这些基因调理网络进行了盘算建模。研讨者Fishell表现，咱们十分有幸可能与应用这种简单的数据的迷信家们展开单干，如今咱们十分快乐在本文中看到了生物学从试验迷信过渡到一个背地有真歪理论的畛域的晚期阶段。

胚胎scRNA-seq样本的质量节制和有丝决裂与有丝决裂后的区别。

图片起源：Allaway, K.C., et al. Nature (2021). doi：10.1038/s41586-021-03933-1

通过比拟出身前后分歧光阴点的基因调控网络，研讨小组发现，当这两类中心神经元迁徙在晚期发育进程中结束迁徙并在年夜脑皮层中定植时，其就会发生“不同”，此外，能帮忙调理基因活性的转录因子在两种细胞类型中都存在，但所发扬的作用或者分歧，这或者就能指挥两种细胞类型的发育；研讨者指出，染色质的构造能通过节制转录因子进入DNA来调理基因表白的方式，在维持细胞终极的命运方面发扬侧重要作用。应用研讨者所开辟的盘算机模子，他们就能预测特定基因对细胞类型发育的影响效应；尤其是，他们发现，在重大自闭症模式中所产生渐变的Mef2c基因或者在PV和SST细胞中都参加了染色质的“雕琢”，但关于PV细胞尤其紧张；当研讨职员在试验室的细胞中失活了Mef2c基因后，他们证明了所开辟的模子能精确预测SST和PV细胞中受Mef2c基因所调理的80%的分子靶点。

研讨者Fishell说道，这种新型模子的精确性标明，他们所开辟的办法能在进行试验前疾速预测基因渐变对其它细胞类型所发生的影响，有了这一证据，研讨职员终极或者就能开辟出新型对象来靶向作用特定细胞类型中的基因表白，并复原能够在特定的神经发育或精力疾病中产生毛病的细胞的正常活性；下一步，研讨职员将会持续深化研讨懂得除了转录因子外的其它卵白（比方染色质修饰子）若何影响分歧细胞中的基因表白。

在10年的光阴里，研讨职员使用令人难以置信的弱小盘算对象以及弱小的DNA和RNA研讨来在细胞程度上模拟影响年夜脑功效的方式；而这或者是研讨的一项“圣杯”，今朝研讨职员尚未做到这一点，但其确切在预测基因缺失影响年夜脑功效上迈出了很年夜的一步。综上，本文研讨中，研讨职员所开辟的办法提供了一种框架，来帮忙研讨职员阐发细胞多样性的呈现，以及量化并预测候选基因对细胞类型特同性发育的影响。（100医药网100yiyao.com）