纤毛指导发展中大脑神经元迁移

一项新的研究证明了动态角色纤毛在指导胚胎大脑神经元的迁移。纤毛是微小的物体表面的毛发状结构细胞,但在这里表演更像收音机天线。

在发展中小鼠胚胎,研究人员能够看到纤毛扩展和缩回神经元迁移。纤毛似乎接收信号所需神经元找到他们的地方。

基因突变导致的神经发育障碍Joubert综合征干扰这些迁徙纤毛的功能,研究人员展示。这一发现表明,神经元迁移的问题可以解释的某些方面Joubert综合症病人的症状。

研究结果发表在《华尔街日报》细胞发育。

“最令人惊奇的是如何动态纤毛,“塔玛拉Caspary说,博士,助理教授人类遗传学埃默里大学医学院的。“作为中间神经元迁移到发展大脑皮层,他们移动步骤。暂停时,我们可以看到纤毛扩展,好像中间神经元试图找出下一步去哪里。”

本文的结果之间的合作Caspary的实验室和Eva安东,细胞和博士,教授分子生理学在北卡罗莱纳大学医学院的。第一作者霍顿Higginbotham,以前安东的实验室的博士后,现在是杨百翰大学教员在爱达荷州。

读者可能熟悉能动的纤毛,可以发现草履虫或在我们的气管生殖器官。相比之下,初级(non-motile)纤毛可以找到几乎所有人体细胞,每个细胞都有一个。Ciliopathies在纤毛类涉及缺陷的遗传病,包括肾脏和眼睛的疾病以及Joubert综合症。

Joubert综合症影响小脑和脑干的发展,导致缺乏肌肉的控制,呼吸困难,有时智力障碍。

Caspary的实验室研究Arl13b, Joubert综合症的基因突变。突变Arl13b导致短而粗短纤毛。

“这是一个有用的工具为研究纤毛在发展的作用,因为它不需要整个结构的大锤,“Caspary说。

如何Arl13b导致纤毛的功能尚不清楚,它似乎是参与蛋白质运输所需建筑纤毛因为当hyperactivated,纤毛是更长时间。

Caspary和安东的实验室联手看在小鼠胚胎神经元迁移Arl13b被删除,但只在某些类型的神经元。“中间神经元”其他神经元之间的连接形式和不连接肌肉和感觉器官。他们观察到,当Arl13b被删除在中间神经元,这些细胞没有通过开发大脑皮层的正常迁移。

团队对纤毛利用小鼠产生一个红色荧光蛋白在纤毛。片胚胎的大脑用共焦显微镜,检查条件下细胞生存和继续几个小时。

科学家们可以看到中间神经元迁移在短期内,与纤毛倾向于扩展和移动“像篮球运动员的怀抱“当细胞停顿了一下。Arl13b删除老鼠,纤毛没有扩展一样,经常可以看到红点。重新Arl13b可以挽救这些缺陷,而一种Arl13b Joubert综合症患者无法找到。

如何在纤毛缺陷导致Joubert综合症是复杂;纤毛需要刺猬信号、机械控制胚胎模式。Caspary说,神经元迁移问题可以解释智力障碍方面,虽然刺猬缺陷可能解释受损的小脑和脑干的发展。