Studie odhaluje nová pravidla pro progresi linie

Studie odhaluje nová pravidla pro progresi linie

Hypotalamus, jedna z nejsložitějších oblastí mozku v nervovém systému savců, obsahuje úžasnou heterogenitu neuronů, které regulují endokrinní, autonomní a behaviorální funkce. Nejenže reguluje příjem potravy, příjem vody, tělesnou teplotu, cirkadiánní rytmy a spánek, aby udržely přežití jednotlivých organismů, ale také řídí nástup puberty a reprodukční chování, aby se udržela chovná populace.

„Co spouští pubertu“ je jednou ze 125 velkých otázek položených ve 125. výročí časopisu Science. Vědci vedení prof. WU Qingfengem z Ústavu genetiky a vývojové biologie Čínské akademie věd zjistili, že vývojové programování nástupu puberty závisí na TBX3. Odhalili také nová pravidla pro progresi linie, která fungují prostřednictvím neuronální diferenciace během vývoje hypotalamu.

Výsledky byly zveřejněny 16. listopadu v Science Advances.

V této studii skupina prof. WU zjistila, že TBX3 definuje progenitorovou doménu ve vyvíjejícím se hypotalamu a slouží jako osudový determinant k postupné kontrole vzniku a udržování neuronálního osudu.

Neuroendokrinní systém se skládá z heterogenního souboru neuropeptidergních neuronů v mozku, mezi nimiž hypotalamické neurony KNDy představují nepostradatelný buněčný podtyp, který řídí nástup puberty. Ačkoli hypotalamičtí neurální progenitory a neurální progenitory podél hierarchie linie byly navrženy pro použití kaskádové diverzifikační strategie pro vytvoření extrémní neuronální diverzity, buněčná logika pro specifikaci podtypu neuroendokrinních neuronů byla nejasná.

Předchozí genetické studie naznačují, že genetické mutace v TBX3 způsobují ulnární mamární syndrom (UMS), který je charakterizován zkrácenými předními končetinami, defektním vývojem mléčné žlázy a genitálními abnormalitami. Je pozoruhodné, že většina pacientů s UMS má opožděný nástup puberty.

Elektronická kniha Genetika a genomika

Kompilace top rozhovorů, článků a novinek za poslední rok. Stáhněte si bezplatnou kopii

Podle vědců genetická ablace Tbx3 na úrovni organismu výrazně oddaluje nástup puberty u zvířat a narušuje estrální cyklus samic myší. Na buněčné úrovni hraje TBX3 důležitou roli při vytváření a udržování osudu neuronů KNDy v hypotalamu. Kromě toho na molekulární úrovni TBX3 reguluje genovou transkripci prostřednictvím separace fází, čímž indukuje expresi neuropeptidů v neuronech hypotalamu.

Důležité je, že několik mutantů TBX3 identifikovaných u pacientů s UMS nedokáže vytvořit fázově oddělené kondenzáty a účinně regulovat expresi neuropeptidů, což představuje patologický mechanismus, který je základem opožděné puberty u pacientů s UMS.

Kromě toho chtěl prof. WU odpovědět na to, jak postupuje neuronální linie během vývoje hypotalamu za fyziologických a patologických podmínek. On a jeho kolegové použili bezprecedentní strategii cílení na buněčný typ porovnáním jednobuněčných datových souborů ze sledování linií a geneticky manipulovaných myší a odhalili dvě pravidla nezávislá na liniích - retenci uvnitř linie (ILR) a interakci mezi liniemi (ILI). regulují progresi linie za patologických podmínek.

Celkově tato studie odhaluje buněčné a molekulární mechanismy, které jsou základem toho, jak mutace TBX3 narušují nástup puberty u pacientů s UMS, a odhaluje pravidla ILR a ILI během specifikace buněčného osudu.

Zdroj:

Čínská akademie věd

Odkaz:

Shi, X. a kol. (2022) Hierarchické nasazení Tbx3 určuje identitu hypotalamických KNDy neuronů pro kontrolu nástupu puberty. Vědecké pokroky. doi.org/10.1126/sciadv.abq2987.

.