تکامل نورون زایی قشری در آمنیون داران بوسیله سطح پیام رسانی Robo کنترل می شود
تاریخ انتشار: ﺳﻪشنبه 26 تیر 1397
| امتیاز:
اندازه قشر مغز به طور قابل توجهی بین خزندگان، پرندگان و پستانداران فرق می کند که این امر از تفاوت های تکوینی در تولید نورون منشا می گیرد. در پستانداران، مسیرهای پیام رسانی تنظیم کننده نورون زایی شناسایی شده اند اما تفاوت های ژنتیکی پشت پرده تکامل آن ها در بین آمنیون دارا مشخص نیست. ما نورون زایی از سلول های گلیای شعاعی با تولید محدود نورون را نشان دادیم که پرندگان، خزندگان و پستانداران پالئوکورتکس را در بر می گیرد، در حالی که در نئوکورتکس تکاملی پستانداران اخیر، اغلب نورون زایی به صورت غیر مستقیم از پیش سازهای قاعده ای صورت می گیرد. آزمایش های از دست دادن یا بدست آوردن عملکرد در جنین های موش، جوجه و مار و در ارگانوئیدهای مغزی انسان نشان می دهد که پیام رسانی بالای Slit/Robo و پیام رسانی پایین Dll1 ، از طریق Jag1 و Jag2 برای نورون زایی مستقیم ضروری و کافی است. کاهش پیام رسانی Robo و تقویت Dll1 در مارها و پرندگان تشکیل پیش سازهای قاعده ای را شبیه سازی می کند و نورون زایی غیر مستقیم را افزایش می دهد. مطالعه ما مدولاسیون در سطح فعالیت مسیرهای پیام رسانی حفاظت شده را به عنوان یک مکانیسم اولیه منجر به گسترش و پیچیدگی افزایش یافته نئوکورتکس پستانداران طی تکامل آمنیون داران نشان می دهد.
Cell. 2018 Jun 20. pii: S0092-8674(18)30732-3. doi: 10.1016/j.cell.2018.06.007. [Epub ahead of print]
Evolution of Cortical Neurogenesis in Amniotes Controlled by Robo Signaling Levels.
Cárdenas A1, Villalba A1, de Juan Romero C1, Picó E1, Kyrousi C2, Tzika AC3, Tessier-Lavigne M4, Ma L5, Drukker M6, Cappello S2, Borrell V7.
Abstract
Cerebral cortex size differs dramatically between reptiles, birds, and mammals, owing to developmental differences in neuron production. In mammals, signaling pathways regulating neurogenesis have been identified, but genetic differences behind their evolution across amniotes remain unknown. We show that direct neurogenesis from radial glia cells, with limited neuron production, dominates the avian, reptilian, and mammalian paleocortex, whereas in the evolutionarily recent mammalian neocortex, most neurogenesis is indirect via basal progenitors. Gain- and loss-of-function experiments in mouse, chick, and snake embryos and in human cerebral organoids demonstrate that high Slit/Robo and low Dll1 signaling, via Jag1 and Jag2, are necessary and sufficient to drive direct neurogenesis. Attenuating Robo signaling and enhancing Dll1 in snakes and birds recapitulates the formation of basal progenitors and promotes indirect neurogenesis. Our study identifies modulation in activity levels of conserved signaling pathways as a primary mechanism driving the expansion and increased complexity of the mammalian neocortex during amniote evolution.
PMID: 29961574