Neuroscience Bulletin 2024年第1期封面文章│间脑中星形胶质细胞的时空发生

该论文插图由格索普生物制图团队创作

Neuroscience Bulletin在2024年第1期以封面文章发表了复旦大学秦松教授研究组与浙江大学段树民院士研究组合作完成的题为“Temporal-spatial Generation of Astrocytes in the Developing Diencephalon”的研究论文。该研究利用胚胎电转、转基因小鼠模型等在体标记的方法，谱系追踪小鼠间脑不同发育阶段星形胶质细胞形态发生、迁移和增殖等特征。阐明了间脑第三脑室区放射状胶质细胞（RGCs）在发育不同阶段的谱系变化和命运转归，揭示了间脑星形胶质细胞的时空发育特征和规律。

研究人员首先采用子宫内胚胎电转化方法，向E14.5（神经发生的高峰期）的胎鼠脑室中注入增强型黄色荧光蛋白（pCAG-EYFP）质粒，通过电转标记第三脑室（3V）壁的RGCs进而追踪其在间脑中向星形胶质细胞分化的过程。结果发现，间脑3V壁区域特异性RGCs会分化为神经胶质细胞和神经元，其中神经胶质细胞主要分布在间脑背侧区，神经元分布在腹侧区。另外，通过胚胎电转hGFAP启动子所驱动报告基因EGFP表达的质粒，研究人员发现间脑3V壁背侧区域标记的EGFP⁺细胞具有放射状胶质细胞的形态，并以径向迁移的方式从脑室壁迁移到脑实质，最终分化为星形胶质细胞。这些径向迁移的星形胶质前体细胞呈现出多种细胞形态，在迁移过程中不断增殖和成熟。

进一步，通过对不同发育时期（分别为E14.5, E16.5和E18.5）的转基因小鼠（hGFAP-CreERT2;Ai14）进行他莫昔芬（Tamoxifen）诱导，检测Tamoxifen诱导的报告基因tdTomato在小鼠间脑中的表达，追踪间脑内不同区域星形胶质细胞的发生特点和规律。研究人员发现，在发育的间脑中不同时间诱导的所有tdTomato阳性细胞均呈现星形胶质细胞形态，且这些tdTomato阳性星形胶质细胞多分布于间脑的背侧区域，且背侧区域的星形胶质细胞发生时间早于间脑的腹侧区；另外，星形胶质细胞在间脑中的发生早于端脑。而且，间脑未定带区域为星形胶质细胞较早产生的脑区。

最后，通过对E14.5胎鼠大脑的背侧第三脑室壁（3V-d）、腹侧第三脑室壁（3V-v）和背侧侧脑室壁（LV-d）脑组织进行RNA-seq分析，鉴定了间脑内调控星形胶质细胞发生的潜在靶基因。其中，GSEA分析表明间脑3V-d组的上调基因与星形胶质细胞的发生基因组（geneset）高度一致。

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