یک مدل آزمایشگاهی لیسنسفالی: افزایش نقش DCX طی نورون زایی
تاریخ انتشار: ﺳﻪشنبه 04 مهر 1396
| امتیاز:
لیسنفسفالی شامل طیفی از بدریختی های مغزی ناشی از اختلال در مهاجرت عصبی در قشر مغزی در حال تکوین است. لیسنسفالی کلاسیک بوسیله سطح مغزی صاف و ضخیم شدن قشر مشخص می شود که منجر به تشنج، اختلالات عصبی شدید و تاخیر تکوینی می شوند. موتاسیون ها در ژن DCX وابسته به کروموزوم X که پروتئین doublecortin را کد می کند دلیل اصلی لیسنسفالی کلاسیک است. بیشتر اطلاعات ما در مورد لیسنسفالی وابسته به DCX از آنالیزهای مغز بیماران بعد از مرگ آن ها ناشی شده است که عمدتا به این دلیل است که موتاسیون های DCX در مدل های جانوری، به خوبی این بیماری را تقلید نمی کنند. در غیاب مدل های جانوری مناسب و نمونه های مغزی بیماران، ما از مزیت های تکنولوژی سلول های بنیادی پرتوان القایی(iPSCs) برای مدل سازی بیماری استفاده کردیم. ما iPSCها را از دو فرد مذکر که دچار موتاسیون DCX و لیسنسفالی کلاسیک با مغز صاف و مورفولوژی قشری غیر طبیعی بودند، ایجاد کردیم. بیماری با تمایز iPSCها به سلول های عصبی شبیه سازی شد و با پروفایل کردن بیان ژن ها و تشریح عملکردهای مرتبط با DCX ادامه یافت. در اینجا ما نشان می دهیم که سلول های بنیادی عصبی با عدم وجود یا بیان کاهش یافته پروتئین DCX اختلال مهاجرتی، تاخیر تمایزی و نقص در تشکیل نوریت را نشان می دهند. بنابراین، iPSCهای مشتق از بیماران و سلول های بنیادی عصبی سیستمی را برای کشف بیشتر عملکردهای DCX در تکوین طبیعی و بیماری زایی ارائه می دهند.
Mol Psychiatry. 2017 Sep 19. doi: 10.1038/mp.2017.175. [Epub ahead of print]
An in vitro model of lissencephaly: expanding the role of DCX during neurogenesis.
Shahsavani M1, Pronk RJ1, Falk R1, Lam M1, Moslem M1, Linker SB2, Salma J1, Day K1, Schuster J3, Anderlid BM4, Dahl N3, Gage FH2, Falk A1.
Abstract
Lissencephaly comprises a spectrum of brain malformations due to impaired neuronal migration in the developing cerebral cortex. Classical lissencephaly is characterized by smooth cerebral surface and cortical thickening that result in seizures, severe neurological impairment and developmental delay. Mutations in the X-chromosomal gene DCX, encoding doublecortin, is the main cause of classical lissencephaly. Much of our knowledge about DCX-associated lissencephaly comes from post-mortem analyses of patient's brains, mainly since animal models with DCX mutations do not mimic the disease. In the absence of relevant animal models and patient brain specimens, we took advantage of induced pluripotent stem cell (iPSC) technology to model the disease. We established human iPSCs from two males with mutated DCX and classical lissencephaly including smooth brain and abnormal cortical morphology. The disease was recapitulated by differentiation of iPSC into neural cells followed by expression profiling and dissection of DCX-associated functions. Here we show that neural stem cells, with absent or reduced DCX protein expression, exhibit impaired migration, delayed differentiation and deficient neurite formation. Hence, the patient-derived iPSCs and neural stem cells provide a system to further unravel the functions of DCX in normal development and disease.Molecular Psychiatry advance online publication, 19 September 2017; doi:10.1038/mp.2017.175.
PMID: 28924182