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中心體調(diào)控大腦皮層發(fā)育機(jī)制研究

放射狀膠質(zhì)細(xì)胞是大腦發(fā)育最為關(guān)鍵的一種神經(jīng)前體細(xì)胞，分裂產(chǎn)生大腦皮層幾乎所有的神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞。所有動物細(xì)胞都有中心體，通常位于細(xì)胞核附近的細(xì)胞質(zhì)中。然而中心體在放射狀膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)的定位十分獨(dú)特，位于遠(yuǎn)離細(xì)胞核的頂端細(xì)胞膜上，即腦室腔的表面上。這種獨(dú)特的亞細(xì)胞特征已被發(fā)現(xiàn)數(shù)十年，但其成因及功能一直令人困惑。圖1. 中心體的頂端膜錨定調(diào)控神經(jīng)前體細(xì)胞機(jī)械特性和大腦皮層的大小及折疊時松海教授和史航研究員課題組采用基于透射電鏡成像的連續(xù)超薄切片技術(shù)，首次觀察到了放射狀膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)的中心體是通過附著在母體中心粒上的遠(yuǎn)端附屬物（distal appendages）錨定在頂端細(xì)胞膜上的（圖1）。為了探索其分子調(diào)控機(jī)制和生理功能，研究人員在大腦皮層放射狀膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)特異性地去除了遠(yuǎn)端附屬物的重要構(gòu)成蛋白CEP83，使得遠(yuǎn)端附屬物無法形成，從而阻止中心體與細(xì)胞膜的連接。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，去除CEP83蛋白后，母體中心粒上不再形成遠(yuǎn)端附屬物，中心體和頂端膜發(fā)生了微小的錯位，不再錨定在頂端膜上。進(jìn)一步研究表明，中心體這一不足1微米的位移，不是通過影響初級纖毛的形成，而是破壞了頂端膜上特有的環(huán)狀微管結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致頂端膜被拉伸、變硬。這一物理特性的改變引起了放射狀膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)機(jī)械敏感信號通路相關(guān)的YAP蛋白（Yes-associated protein）的過度激活，從而導(dǎo)致了放射狀膠質(zhì)細(xì)胞前期的過度擴(kuò)增以及之后中間前體細(xì)胞的增多，最終使得大腦皮層神經(jīng)細(xì)胞顯著增加，體積擴(kuò)大，并引發(fā)異常折疊。論文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41586-020-2139-6

清華大學(xué) 2021-04-10

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