Nature:打破传统认知!兴奋性和抑制性神经元或共享同一“祖先”

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Nature:打破传统认知!兴奋性和抑制性神经元或共享同一“祖先”

2023-10-31 19:53| 来源: 网络整理| 查看: 265

大脑皮层执行决策、语言理解和感官知觉等多个高级功能。皮层兴奋性和抑制性神经元来源于不同脑区的放射状胶质细胞群:皮层的祖细胞形成兴奋性神经元,中间神经元则由神经节隆起的祖细胞形成,随后迁移到皮层。

已有研究表明人类的皮层祖细胞能够形成兴奋性神经元和胶质细胞。2021年12月15日加州大学解剖学系Tomasz J. Nowakowski发现通过开发出一种分子条形码工具来追踪放射状神经胶质细胞的分化,发现人类皮层祖细胞可分化为抑制性神经元。

STICR技术追踪人类神经元发育

研究人员通过包含荧光标记物和DNA“条形码”序列的慢病毒实现永久标记细胞及其子代,随后通过高通量测序技术对这些具有独特“条形码”标记的细胞进行追踪,这种技术称为STICR技术,能够实现标记25万个不同的细胞,出现标记同一个细胞的概率为千分之五。

他们利用孕期15周和18周的人类大脑组织样本结合STICR技术对人类皮层祖细胞进行谱系追踪,经过6周后这些祖细胞可分化为兴奋性神经元和抑制性神经元。在识别的1461个DNA“条形码”标签中,91%属于多个细胞克隆谱系(平均每个谱系约含23个细胞,其中最大的克隆谱系含1209个细胞).

进一步对这些克隆谱系之间的关系进行梳理发现这些多个细胞克隆谱系中约829个谱系中至少含有一个兴奋性神经元,只有19个谱系完全仅仅含有兴奋性神经元。令人意外的是,635个克隆谱系同时存在兴奋性神经元、抑制性神经元和胶质细胞,这就表明兴奋性神经元和抑制性神经或可共享祖先。

更让人惊讶的是,皮质祖细胞至少产生两种主要的中间神经元亚型:一种在转录上类似于嗅球中间神经元,而另一种类似于皮质中间神经元。

他们通过向出生后早期免疫缺陷小鼠的皮层移植STICR技术标记的人类来源的祖细胞,最终的谱系示踪结果与上述离体细胞实验一致。

以往的动物实验表明兴奋性神经元和抑制性神经元来源于不同的祖细胞。但是本文通过最新的分子条形码技术揭示兴奋性神经元和抑制性神经元可来源于同一神经祖细胞,打破了传统认知。

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