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Science专题:冷泉港学者揭示重要神经细胞

时间:2012-12-01 浏览次数:1764

Science:冷泉港学者揭示重要神经细胞

摘要:

经过三年的努力,来自冷泉港的科学家们日前证明,吊灯细胞是出生在一个先前未确认部分的胚胎的大脑,他们有一个名为腹侧生发区(VGZ)。相关论文发表在2012年11月22日发布的Science杂志上。

 
 
吊灯细胞

此图片显示单个的吊灯细胞(红色)的连接和传递

40年前,吊灯细胞在哺乳动物中被发现,科学家认为其与人类癫痫及逻辑相关,一个的单吊灯细胞连接多达500个锥体神经元。

经过三年的努力,来自冷泉港的科学家们日前证明,吊灯细胞是出生在一个先前未确认部分的胚胎的大脑,他们有一个名为腹侧生发区(VGZ)。相关论文发表在2012年11月22日发布的Science杂志上。

“虽然兴奋性远远低于许多周围的锥体细胞,吊灯细胞在消息流平衡中发挥了不可或缺的作用,并zui终确定兴奋性神经元的功能组织成有意义的群体。”研究的资深作者,来自纽约州冷泉港实验室的Prof Josh Huang教授指出。

“在吊灯细胞的情况下,这是更有趣的,”Prof Josh Huang教授说,“由于其独特的解剖结构:一个细胞可以调节500个其附近的其他细胞信息,如果我们需要了解大脑电路的工作,那么就去了解对应的细胞信息。与其他抑制细胞不同的是,吊灯细胞在一个特定的解剖位置连接兴奋细胞,这具有重要意义:传递信息的地方——轴突起始段(AIS) ,一个“广播”锥体细胞产生兴奋性细胞。为了能够拦截500“广播电台”在这一点上,一个单一的吊灯细胞在其所在地的信息传播和协调的一个非常重要的球员 ​​。

许多抑制细胞的的内侧神经节杰出(MGE)从一个大的孵化区。到现在为止,科学家尚不知道zui原始的吊灯细胞是不是出现与那里,但是吊灯细胞确实在MGE已经消失后出现。只有在这一点上,确实小得多VGZ形式,提供一种神经前体细胞的地方特别引起吊灯细胞。

研究小组发现,制造吊灯细胞的信号是由一个称为Nkx2.1的基因主导。Nkx2.1是一种转录因子,其表达以前被认为与其他抑制性神经元类型的诞生。研究者发现伴随着MGE的消失和VGZ出现后,Nkx2.1在某些前体细胞中表达。

Prof Josh Huang教授说,“除了惊讶地发现,吊灯细胞在其他抑制细胞之后诞生 ,我们的第二个惊喜的是,一旦出生,这些细胞需要一个非常刻板的路线到皮质,并在3个皮质层承担非常特殊的作用。这导致我们假定其他特定的皮层细胞类型也有具体的迁徙路线发展。“

“新的产生影响,因为它是已知的数量和的结缔组织的吊灯细胞密度是减少的研究。相同类型的协会zui近已在癫痫,黄教授的结论。“

Prof Josh Huang教授认为此次关于吊灯细胞的研究进展将对相关的研究如精神分裂症患者的疾病产生重要影响。

吊灯细胞出生在一个以前从未被发现过的大脑区域Ventral Germinal Zone,箭头表示,不成熟的吊灯细胞从VGZ区域向小鼠大脑皮层迁移

原文摘要:

The Spatial and Temporal Origin of Chandelier Cells in Mouse Neocortex

Diverse γ-aminobutyric acid–releasing interneurons regulate the functional organization of cortical circuits and derive from multiple embryonic sources. It remains unclear to what extent embryonic origin influences interneuron specification and cortical integration, because of difficulties in tracking defined cell types. Here, we followed the developmental trajectory of chandelier cells (ChCs), the most distinct interneurons that innervate the axon initial segment of pyramidal neurons and control action potential initiation. ChCs mainly derive from the ventral germinal zone of the lateral ventricle during late gestation and require the homeodomain protein Nkx2.1 for their specification. They migrate with stereotyped routes and schedule and achieve specific laminar distribution in the cortex. The developmental specification of this bona fide interneuron type likely contributes to the assembly of a cortical circuit motif.

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