中科院遺傳發(fā)育所在中心體蛋白調(diào)控大腦發(fā)育機制研究中獲進展

發(fā)布日期：2021-01-20 閱讀次數(shù)：353 來源：中國科學(xué)院

摘要：

哺乳動物的神經(jīng)發(fā)育是一個受到精確調(diào)控的過程，需要神經(jīng)前體細胞的正常增殖、分化、遷移和成熟，最終形成整個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。Talpid3蛋白是一個定位于中心粒上的蛋白，遺傳學(xué)研究表明，Talpid3（KIAA0586）基因突變會導(dǎo)致Joubert綜合癥。Joubert綜合癥是一種由于纖毛缺陷導(dǎo)致的罕見且嚴重的神經(jīng)發(fā)育疾病，患者的小腦、腦干畸形或發(fā)育不全，出現(xiàn)共濟失調(diào)和平衡障礙，但學(xué)界鮮有關(guān)于大腦皮層發(fā)育是否正常的研究報道。由于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(qū)，因此，關(guān)于中心體蛋白Talpid3是否影響大腦皮層發(fā)育進而導(dǎo)致Joubert綜合征的問題，有待深入研究。

針對上述問題，中國科學(xué)院傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究人員進行了研究。研究人員利用子宮胚胎顱內(nèi)電轉(zhuǎn)技術(shù)，敲降E13.5天胚胎小鼠大腦皮層中的Talpid3蛋白，發(fā)現(xiàn)在小鼠大腦皮層發(fā)育過程中，敲降Talpid3會導(dǎo)致大腦皮層出現(xiàn)異常分層，放射狀膠質(zhì)細胞（Radial Glial Cells，RGCs）從基底端到頂端的核動態(tài)遷移存在缺陷，從而滯留于腦室區(qū)基底端，并提前分化成中間前體細胞，最終影響大腦皮層中神經(jīng)元的產(chǎn)生數(shù)量。研究結(jié)果在Nestin-Cre、Talpid3f/f及Emx1-Cre;Talpid3f/f條件敲除小鼠中得到驗證。進一步研究發(fā)現(xiàn)，Talpid3通過調(diào)控中心體的完整性以保持微管組織的穩(wěn)定，從而維持腦室面頂端區(qū)域粘著連接的完整，進而調(diào)控神經(jīng)干細胞增殖與分化過程。該研究揭示了一個中心體蛋白通過調(diào)控粘著連接進而影響大腦皮層發(fā)育的新機制。

相關(guān)研究成果以Talpid3-Mediated Centrosome Integrity Restrains Neural Progenitor Delamination to Sustain Neurogenesis by Stabilizing Adherens Junctions為題，在線發(fā)表在Cell Reports上。遺傳發(fā)育所研究員吳青峰組工程師王靜靜為論文第一作者，碩士研究生李彤和博士研究生王景麗為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(xué)基金委、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項的支持。

中心體蛋白Talpid3在大腦皮層發(fā)育過程中的調(diào)控機制模型