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Estudo revela novas regras para progressão de linhagem
O hipotálamo, uma das regiões cerebrais mais complexas do sistema nervoso dos mamíferos, contém uma incrível heterogeneidade de neurônios que regulam as funções endócrinas, autonômicas e comportamentais. Não só regula a ingestão de alimentos, a ingestão de água, a temperatura corporal, os ritmos circadianos e o sono para manter a sobrevivência dos organismos individuais, mas também controla o início da puberdade e o comportamento reprodutivo para manter a população reprodutora. “O que desencadeia a puberdade” é uma das 125 grandes questões colocadas na edição do 125º aniversário da revista Science. Pesquisadores liderados pelo Prof. WU Qingfeng do Instituto de Genética e Biologia do Desenvolvimento da Academia Chinesa de Ciências...
Estudo revela novas regras para progressão de linhagem
O hipotálamo, uma das regiões cerebrais mais complexas do sistema nervoso dos mamíferos, contém uma incrível heterogeneidade de neurônios que regulam as funções endócrinas, autonômicas e comportamentais. Não só regula a ingestão de alimentos, a ingestão de água, a temperatura corporal, os ritmos circadianos e o sono para manter a sobrevivência dos organismos individuais, mas também controla o início da puberdade e o comportamento reprodutivo para manter a população reprodutora.
“O que desencadeia a puberdade” é uma das 125 grandes questões colocadas na edição do 125º aniversário da revista Science. Pesquisadores liderados pelo Prof. WU Qingfeng do Instituto de Genética e Biologia do Desenvolvimento da Academia Chinesa de Ciências descobriram que a programação do desenvolvimento do início da puberdade depende do TBX3. Eles também descobriram novas regras para a progressão da linhagem que operam através da diferenciação neuronal durante o desenvolvimento hipotalâmico.
Os resultados foram publicados em 16 de novembro na Science Advances.
Neste estudo, o grupo do Prof. WU descobriu que TBX3 define um domínio progenitor no hipotálamo em desenvolvimento e serve como um determinante do destino para controlar sequencialmente o estabelecimento e manutenção do destino neuronal.
O sistema neuroendócrino consiste em uma coleção heterogênea de neurônios neuropeptidérgicos no cérebro, entre os quais os neurônios hipotalâmicos KNDy representam um subtipo celular indispensável que controla o início da puberdade. Embora progenitores neurais hipotalâmicos e progenitores neurais ao longo da hierarquia de linhagem tenham sido propostos para empregar uma estratégia de diversificação em cascata para gerar diversidade neuronal extrema, a lógica celular para especificar um subtipo de neurônios neuroendócrinos não é clara.
Estudos genéticos anteriores sugerem que mutações genéticas no TBX3 causam a síndrome mamária ulnar (UMS), que é caracterizada por membros anteriores encurtados, desenvolvimento defeituoso da glândula mamária e anormalidades genitais. Vale ressaltar que a maioria dos pacientes com UMS apresenta atraso no início da puberdade.
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Segundo os pesquisadores, a ablação genética do Tbx3 no nível do organismo atrasa significativamente o início da puberdade nos animais e interrompe o ciclo estral das fêmeas de camundongos. No nível celular, o TBX3 desempenha um papel importante no estabelecimento e manutenção do destino dos neurônios KNDy no hipotálamo. Além disso, a nível molecular, o TBX3 regula a transcrição genética através da separação de fases, induzindo assim a expressão de neuropeptídeos em neurônios hipotalâmicos.
É importante ressaltar que vários mutantes TBX3 identificados em pacientes com UMS não conseguem formar condensados separados por fases e regular eficientemente a expressão de neuropeptídeos, representando um mecanismo patológico subjacente à puberdade retardada em pacientes com UMS.
Além disso, o Prof. WU queria responder como a linhagem neuronal progride durante o desenvolvimento hipotalâmico sob condições fisiológicas e patológicas. Ele e seus colegas usaram uma estratégia de segmentação por tipo de célula sem precedentes, comparando conjuntos de dados unicelulares de rastreamento de linhagem e ratos geneticamente manipulados e descobriram duas regras independentes de linhagem - retenção intra-linhagem (ILR) e interação inter-linhagem (ILI). regular a progressão da linhagem sob condições patológicas.
No geral, este estudo revela os mecanismos celulares e moleculares subjacentes a como as mutações TBX3 perturbam o início da puberdade em pacientes com UMS e revela as regras de ILR e ILI durante a especificação do destino celular.
Fonte:
Referência:
Shi, X., et al. (2022) A implantação hierárquica de Tbx3 dita a identidade dos neurônios KNDy hipotalâmicos para controlar o início da puberdade. Avanços científicos. doi.org/10.1126/sciadv.abq2987.
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