神经干细胞是一种具有自我更新能力的多能干细胞,是形成神经元以及神经胶质细胞的前体。神经干细胞的维持与分化之间的平衡至关重要,这一过程的管理决定了发育中大脑的生长情况和大小。Wnt信号传导对于神经干细胞的增殖和分化非常重要,它传递生长刺激信号,在胚胎神经系统发育中不可或缺。
2008年5月8日,瑞士、德国及瑞典科学家在《细胞—干细胞》(Cell Stem Cell)上发表研究,发现TGF-β信号是控制这一平衡的关键因素。在发育早期,TGF-β信号主要活跃于接近神经上皮室表面的区域。在中脑,敲除Tgfbr2会导致Wnt1/β-catenin及FGF8等信号因子异常表达、Wnt目标基因激活、神经上皮细胞横向延伸和增生增强,其直接原因是细胞周期缩短及细胞周期出口减少。
研究还发现,变异神经上皮干细胞的自我更新在FGF存在下增强,且此增强依赖Wnt信号。此外,TGF-β信号的激活会抑制Wnt诱导的中脑神经上皮细胞增生。因此,Wnt信号通过调控神经干细胞增殖和分化影响神经系统发育,而TGF-β信号通过抵消Wnt信号,负向调节神经上皮干细胞自我更新,从而控制中脑背侧的大小。神经干细胞的更新和扩张受TGF-β和Wnt的共同调控。
(《细胞—干细胞》(Cell Stem Cell),Vol 2, 472-483, 08 May 2008,Sven Falk, Lukas Sommer)