小鼠脑发育中的神经元多样性起源

据对小鼠脑部所做的新的研究披露，神经祖细胞产生更多不同类型子细胞的方式会因为个体神经祖细胞的发育而改变。这一发现依赖于一种被称作FlashTag的相对新颖的神经元标记技术。该研究显示，在胚胎发育中，当神经祖细胞转变成新的状态时，它并非总是产生更多的相同细胞，它也会生成反映那些新状态的子代神经元。这些结果揭示了一个在小鼠胚胎快速发育的脑中神经元多样性生成的基本机制。在皮层生成（即大脑皮层的形成）的早期，位于脑室带内的顶端祖细胞（AP）会分化成为不同类型的神经元，并会开始形成不同的神经回路，后者对认知和感觉运动功能至关重要。在成年脑中，神经祖细胞所变成的神经元类型决定于祖细胞产生的基因信息与环境产生的信号之间的相互作用。然而，在发育的脑中，驱动神经元生成类型的因子仍然难以捉摸。造成这种困境的一个原因一直是因为缺乏一种能精确剖析特定细胞类型中的神经元细胞状态的技术。研究人员在此通过使用FlashTag（FT）克服了这一局限性；FT是一种他们先前研发的用来标记APs及其子代神经元的方法。用FT来标记小鼠的脑神经祖细胞并用高时间分辨率的单细胞RNA测序来研究处于不同胚胎阶段的脑神经祖细胞，Ludovic Telley和同事对小鼠胚胎中的早期神经生成进行了勘测。这一方法令Telley等人能发现并追踪新皮层发育特定点的APs和其子代神经元的转录轨迹。该研究揭示了一组核心的时间模式基因，它们驱动了APs命运的转变以反映新皮层发育的特定阶段。根据这些结果，时间动态分子的“胎记”从母代细胞转移给了子代细胞，因而影响了它们将变成的神经元类型。因此， APs胚胎期的依赖年龄的转录状态播下了新皮层中神经元多样性的种子。

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