原標題:中心體蛋白調控大腦發育機制研究獲進展

哺乳動物的神經發育是一個受到精確調控的過程,需要神經前體細胞的正常增殖、分化、遷移和成熟,最終形成整個神經網絡。Talpid3蛋白是一個定位於中心粒上的蛋白,遺傳學研究表明,Talpid3(KIAA0586)基因突變會導致Joubert綜合症。Joubert綜合症是一種由於纖毛缺陷導致的罕見且嚴重的神經發育疾病,患者的小腦、腦幹畸形或發育不全,出現共濟失調和平衡障礙,但學界鮮有關於大腦皮層發育是否正常的研究報道。由於患者伴有不同程度的智力及認知障礙,而大腦皮層是負責高級認知的功能區,因此,關於中心體蛋白Talpid3是否影響大腦皮層發育進而導致Joubert綜合徵的問題,有待深入研究。

針對上述問題,中國科學院傳與發育生物學研究所研究人員進行了研究。研究人員利用子宮胚胎顱內電轉技術,敲降E13.5天胚胎小鼠大腦皮層中的Talpid3蛋白,發現在小鼠大腦皮層發育過程中,敲降Talpid3會導致大腦皮層出現異常分層,放射狀膠質細胞(Radial Glial Cells,RGCs)從基底端到頂端的核動態遷移存在缺陷,從而滯留於腦室區基底端,並提前分化成中間前體細胞,最終影響大腦皮層中神經元的產生數量。研究結果在 Nestin-Cre 、 Talpid3 f/f 及 Emx1-Cre ;Talpid3 f/f 條件敲除小鼠中得到驗證。進一步研究發現,Talpid3通過調控中心體的完整性以保持微管組織的穩定,從而維持腦室面頂端區域粘着連接的完整,進而調控神經幹細胞增殖與分化過程。該研究揭示了一箇中心體蛋白通過調控粘着連接進而影響大腦皮層發育的新機制。

相關研究成果以 Talpid3-Mediated Centrosome Integrity Restrains Neural Progenitor Delamination to Sustain Neurogenesis by Stabilizing Adherens Junctions 爲題,在線發表在 Cell Reports 上。遺傳發育所研究員吳青峯組工程師王靜靜爲論文第一作者,碩士研究生李彤和博士研究生王景麗爲論文的共同第一作者。研究工作得到國家科技部項目、國家自然科學基金委、中科院戰略性先導科技專項的支持。

中心體蛋白Talpid3在大腦皮層發育過程中的調控機制模型

來源:中國科學院遺傳與發育生物學研究所

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