科学家工程师基因传导到大脑生长瀑样表面折叠

最重要的方法之一,人类的大脑是独一无二的是大脑皮层的规模和结构。但驱使人类大脑皮层的增长,可能我们独特的基础知识能力吗?

在杂志发表的研究细胞干细胞——享有的一项研究中,感应的扩张和折叠在人类大脑organoids-researchers怀特黑德研究所提供洞察特定的基因通路调节出现增长,人类大脑皮层的结构和组织。他们也证明人类大脑organoids-miniature 3 d,肺脏的特定的大脑结构可以被有效地建模的分子,细胞和解剖的过程人类的大脑发展。他们提出了一个新的路径来确定细胞受到Zika病毒的影响。

“我们发现,增加神经的扩散祖细胞(NPs)诱发皮层组织扩张和人类大脑皮质折叠瀑样,“李Yun说,作者的研究和怀特黑德研究所博士后研究员。“此外,我们确定删除PTEN基因允许增加生长因子信号在细胞中,释放它的增长潜力,并刺激增殖。”

这些发现支持这一概念,NPs的增殖潜力的增加有助于人类大脑皮层的扩张,和表面褶皱的出现。

与正常NPs,人类瀑样发展成相对较小的细胞集群表面光滑的外表,显示一些功能早期发展的一个人类大脑皮层。然而,删除PTEN允许祖人口继续扩大和推迟了分化成特定类型的人类大脑皮层神经元既关键特性发展中。”,因为PTEN突变NPs经历更多的部门和保留他们的祖状态一段时间,瀑样增长明显增大,大大折叠皮层组织,”朱利安Muffat解释道,也是一个作者和怀特黑德研究所博士后研究员。

相反,他们发现,当老鼠细胞中PTEN删除并创建一个面积略大于正常瀑样,它不会导致重大NP扩张或折叠。“先前的研究已经表明,PTEN表达的异常变化可能发挥重要作用在推动大脑发育条件导致自闭症谱系障碍等症状,”鲁道夫·Jaenisch怀特黑德研究所的创始成员和该研究的资深作者。“我们的发现表明,PTEN途径也是一个重要的机制,控制大脑结构的差异观察物种之间。”

怀特黑德调查者选择关注PTEN基因,因为它曾被证明有一些皮质功能开发和各种血统的祖细胞调节作用。尤其是PTEN功能丧失的突变与人类有关的巨头。

在这项研究中,PTEN基因的删除增加PI3K-AKT通路的激活,从而增强人类NPs AKT活动由3 d人类大脑瀑样;它促进了细胞周期重新和瞬变延迟神经元分化,导致明显的扩张径向神经胶质和中间祖人口。验证分子机制与PTEN在工作中,研究人员使用药理AKT抑制剂逆转PTEN缺失的影响。他们还发现,他们可以通过调优调节扩张的程度和折叠AKT的力量通过减少信号导致越来越光滑瀑样,和增加信号产生更大更叠瀑样。

最后,研究者利用人类大脑瀑样系统3 d显示感染Zika病毒损害皮质增长和折叠。瀑样,Zika病毒感染的发病表面折叠的发展(19天)会导致广泛的细胞凋亡;十天之后,它已经严重阻碍瀑样生长和表面折叠。Zika病毒感染还是瀑样表明PTEN突变瀑样比平常更容易感染控制瀑样;值得注意的是,他们显示增加细胞凋亡,减少祖细胞的增殖。

“虽然不是我们研究的最初目标,我们已经证明,人类3 d皮质瀑样可以非常有效的Zika modeling-better使研究人员可以观察人类大脑组织对感染的反应和测试潜在的治疗方法,”李说。

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