研究发现在胚胎发育过程中调节运动神经元形成的基因网络

UCLA研究人员已经发现了一种基因网络的内部工作，该网络调节生长鸡肉和小鼠胚胎中脊柱运动神经元的发展。该研究还回答了一个关于为什么电机神经元的长期问题，控制肌肉运动的脊髓的神经细胞，形成比其他类型的神经元更快。

该研究发表在杂志PLOS生物学由Co-Sear Author Bennett Nogitch，Eli和Edy的成员和伦敦Francis Crick Institute的UCLA和合作者在UCLA和Edy的Regeratived Medical和干细胞研究中心，U.K.它对促进电动机的生产具有重要意义神经元从实验室中的干细胞。干细胞衍生的运动神经元可用于修复患病或损坏脊髓并研究神经退行性疾病，如肌营养的外侧硬化（也称为Lou Gehrig病）和脊髓肌肉萎缩。

“本研究提供了前所未有的详细说明，胚胎如何产生成熟脊髓中发现的不同细胞类型，”诺卡拉的神经生物学埃塞尔塞利伯教授Noditch说。“我们使用的新实验技术与生物学家和计算机科学家的合作努力相结合，使我们能够进入新的洞察精确的准确性胚胎发育。“

在脊髓的胚胎发育期间，不同类型的神经细胞由前体细胞形成，称为神经祖细胞。已经知道很长一段时间，不同类型的神经元在开发过程中以不同的速度形式形成，运动神经元形成比其他类型更快神经细胞填充脊髓。然而，研究人员不知道为什么或电机神经元如何发展这种方式。

研究团队使用最新的分子技术来评估基因的活性如何变为神经元形式。这是使用称为单细胞转录分析的方法实现的，这允许同时测量单个细胞中的所有基因的活性。这给了大约200的全球基因活动的团队快照细胞这是成为运动神经元的过程。为了分析这些数据，团队开发了定制的计算机软件，以重建基因活动如何变化为电机神经元形式。

该分析表明，由称为olig2的基因产生的蛋白质，其仅在创造的神经祖细胞中表达运动神经元，通过干扰另一个基因家族 - HES基因的几个成员的活性来促进运动神经元形成。已知HES基因预防神经元的发育。研究人员通过增加或阻断在培养小鼠和鸡胚的脊髓中的肌帘线中的肌电，以及小鼠的运动神经元形成期间，确认olig2在促进运动神经元形成方面的作用。胚胎干细胞。

“在胚胎发育期间，神经系统在精确的蓝图之后构建，具有关键部件，在精确的时间和地点，以及适当的数字。我们的研究揭示了这一过程的精心为运动神经元发展进行策划，”Nogitch说。

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