在最新一期(10月20日)的《Cell》杂志上,由辛辛那提儿童医院医学中心的华裔教授郑毅(Yi Zheng)与毕业于国立台湾大学的Chia-Yi Kuan助理教授领导的研究组公布了他们有关神经元祖细胞研究的最新发现。
哺乳动物大脑的端脑神经上皮(telencephalic neuroepithelium, NE)具有一种顶-基底极性(apical-basal polarity),其特点是神经祖细胞和粘着连接点定位在顶端/室管膜表面,并且向上延伸的放射状胶质/祖细胞纤维朝向脑膜/基底表面。NE在发育过程中需要扩展和分化成大脑半球。
决定这种NE顶-基底极性的信号途径目前还没有完全了解。研究人员推测Rho家族GTP酶Cdc42可能起到关键作用,因为这种蛋白控制着许多以cadherin为基础的细胞间粘附与细胞极性过程。
在本研究中,郑教授的团队通过使用Foxg1-Cre系来敲除小鼠胚胎中端脑神经祖细胞中的Cdc42基因,验证了这一假说。
结果发现,Cdc42敲除消除了NE中PAR6、aPKC、E-cadherin、β-catenin和Numb蛋白在顶端的定位倾向,并严重损害了nestin阳性放射状纤维的延伸。因此,神经祖细胞分散在整个NE中,且Cdc42缺陷的端脑无法发育分成两个大脑半球。然而,Sonic hedgehog和背-腹中线的表达模式不受Cdc42敲除的影响。
这些研究结果表明,Cdc42在大脑NE形成顶-基底极性中起到关键作用,从而证实了之前提出的假说。