让你的头脑进入游戏:一个基因在颅骨发育中的作用

哺乳动物胚胎发育是一个极其复杂而精确的过程。特定的分子事件充当线索，告诉胚胎中的细胞向何处移动以及成熟成何种类型。这些细胞中不同基因的表达水平可以在发育的特定时刻发生变化，从而帮助产生进一步进展的信号。现在，东京医科和牙科大学(TMDU)的研究人员用老鼠做实验，展示了一种特定的基因是如何帮助直接产生头部组织的。

发表在科学报告，来自TMDU的一组研究人员确定了一种名为远端少同源盒5 (Distal-less homeobox 5, Dlx5)的基因的表达有助于小鼠头部的某些细胞成熟成软骨细胞，而其他人成为骨细胞。这对正确的颅骨形成至关重要。

神经嵴细胞(Neural crest cells, NCCs)可以转化为包括神经元在内的多种细胞类型，并可在头部区进一步分化为多种细胞类型，是近年来发育生物学研究的热点骨和软骨。在发育的早期阶段，ncc形成了一层构建真皮和脑膜的初始层，然后另一组出现在眶上区的ncc形成骨细胞细胞域在顶端扩展为覆盖层，形成保护大脑的颅骨。从这些之前的观察中，TMDU组开始对实验中增加Dlx5表达如何影响NCC分化感兴趣。

该研究的第一作者Tri Vu Hoang说:“我们通过小鼠模型进一步了解过表达的Dlx5如何影响颅骨发育。”“我们使用了一种方法，可以迫使一组ncc中Dlx5表达水平更高老鼠，然后将它们的头部发育情况与没有以这种方式进行基因改造的老鼠进行比较。”

在检测两组小鼠的颅骨和软骨形成之前，研究人员首先确认了Dlx5在工程小鼠的NCCs中表达，正如他们预期的那样。与对照组相比，他们观察到NCC Dlx5表达水平更高的小鼠骨骼和软骨层均有增强。

“我们在ncc中看到了Dlx5过表达的有趣反应，”资深作者Sachiko Iseki描述道。“本质上形成初始层软组织的NCCs在dlx5工程小鼠的顶点转化为骨和软骨。”

该小组还检测了在新软骨和骨骼形成的区域中几种骨和软骨生长促进基因的表达。他们观察到骨和软骨形成的多个主要基因的上调，包括β-catenin和Pdgfrα，在dlx5工程小鼠中，骨基因在靠近皮肤的区域表达，软骨基因在靠近大脑的区域表达，而在对照组中没有看到。观察表明，最初的软组织层在骨和软骨形成前后转变为两种不同的层。

“我们的结果揭示了小鼠顶点NCCs头部层的早期发育;两层细胞表现出骨和骨的分化潜能软骨Vu Hoang说。“在ncc中Dlx5的过度表达是一种人为的情况胚胎发育但它向我们展示了一个有趣的现象，可以用来讨论尚未发现的头部顶点的发育机制。”

这项研究提供了有趣的数据，将有助于推动发育生物学领域向前发展。研究人员已经成功地帮助揭示了与颅骨发育有关的复杂机制。

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