پنج مرحله تا تشکیل بوته های عصبی: ساختار و عملکرد
تاریخ انتشار: چهارشنبه 18 بهمن 1396
| امتیاز:
تشکیل بوته های عصبی یک فرایند مورفوژنتیک حیاتی طی تکوین عصبی است و به موجب آن، سلول های بنیادی عصبی در نیچ های بوته ای محصور می شوند تا تکثیر و تمایز را متعادل نگه دارند. این که بوته های عصبی چگونه شکل می گیرند و یک ریز محیط تنظیمی را ایجاد می کنند هنوز نشان داده نشده است. ما سیستم بوته های عصبی مبتنی بر سلول های بنیادی جنینی انسانی را برای بررسی تکوین ساختاری و عملکرد بوته های عصبی به کار بردیم. مطالعه ما نشان می دهد که تشکیل بوته های عصبی شامل 5 نوع حرکت سلولی است: تداخل با یکدیگر، انقباض، قطبی شدن، طویل شدن و تشکیل لومن. پیام رسانی یون کلسیم، نقش حیاتی را در پنج مرحله و با تنظیم عملکردکمپلکس های اسکلت سلولی، اکتین، میوزین II، و توبولین طی تداخل، انقباض، طویل شدن بازی می کند. این امر به نوبه خود عناصر قطبی کننده، ZO-1، PARD3 و بتا-اکتین را طی قطبی شدن و تشکیل لومن در تشکیل بوته های عصبی کنترل می کند. ما نشان دادیم که جداسازی بوته های عصبی بوسیله تخریب عناصر اسکلت سلولی وساطت می شود، نورون زایی و آستروسیت زایی را به طور زودرس پیش می برد و نشان می دهد که یک یک ساختار بوته ای سالم برای تکوین ترتیبی عصبی ضروری است.
J Cell Sci. 2018 Jan 3. pii: jcs.206896. doi: 10.1242/jcs.206896. [Epub ahead of print]
Five steps to form neural rosettes: structure and function.
Hříbková H1, Grabiec M1, Klemová D2, Slaninová I1, Sun YM3.
Abstract
Neural rosette formation is a critical morphogenetic process during neural development, whereby neural stem cells are enclosed in rosette niches to equipoise proliferation and differentiation. How neural rosettes form and provide a regulatory micro-environment remains to be elucidated. We employed the human embryonic stem cell-based neural rosette system to investigate the structural development and function of neural rosettes. Our study shows that neural rosette formation consists of 5 types of cell movements: intercalation, constriction, polarization, elongation, and lumen formation. Ca2+ signaling plays a pivotal role in the five steps by regulating the actions of the cytoskeletal complexes, ACTIN, MYOSIN II, and TUBULIN during intercalation, constriction, and elongation. These in turn control the polarizing elements, ZO-1, PARD3, and β-CATENIN during polarization and lumen formation in neural rosette formation. We further demonstrated that the dismantlement of neural rosettes, mediated by the destruction of cytoskeletal elements, promoted neurogenesis and astrogenesis prematurely, indicating that an intact rosette structure is essential for orderly neural development.
PMID: 29361526