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吴青峰研究组在中心体蛋白调控大脑发育机制研究中取得重要进展

  哺乳动物的神经发育是一个受到精确调控的过程,需要神经前体细胞的正常增殖、分化、迁移和成熟,最后形成整个神经网络。Talpid3蛋白是一个定位于中心粒上的蛋白,遗传学研究表明Talpid3(KIAA0586)基因突变会导Joubert综合症Joubert综合症是一种纤毛缺陷导致的罕见的严重的神经发育疾病,患者小脑和脑干畸形或发育不全,出现共济失调和平衡障碍,但是大脑皮层发育是否正常却鲜有报道。由于患者伴有不同程度的智力和认知障碍,而大脑皮层是负责高级认知的功能区,因此中心体蛋白Talpid3是否影响了大脑皮层发育进而导致Joubert综合征有待深入研究。 

 

  在本研究中,研究人员首先利用子宫胚胎颅内电转技术敲降E13.5天胚胎小鼠大脑皮层中Talpid3蛋白,发现在小鼠大脑皮层发育过程中,敲降Talpid3会导致会使出现大脑皮层出现异常分层,放射状胶质细胞(Radial Glial CellsRGCs)从基底端到顶端的核动态迁移存在缺陷,从而滞留于脑室区基底端,并提前分化成中间前体细胞,最终影响大脑皮层中神经元的产生数量。以上结果在Nestin-Cre;Talpid3f/f以及Emx1-Cre;Talpid3f/f条件敲除小鼠中得到验证。进一步研究发现Talpid3通过调控中心体的完整性来保持微管组织的稳定,从而维持脑室面顶端区域粘着连接的完整,进而调控神经干细胞增殖与分化过程。本研究揭示了一个中心体蛋白通过调控粘着连接进而影响大脑皮层发育的新机制。 

 

  该成果“Talpid3-Mediated Centrosome Integrity Restrains Neural Progenitor Delamination to Sustain Neurogenesis by Stabilizing Adherens Junctions”于20201215日在《Cell Reports》杂志在线发表(DOI:10.1016/j.celrep.2020.108495)。吴青峰组工程师王静静为本文第一作者,硕士研究生李彤和博士研究生王景丽为本文共同第一作者。该研究获得了国家科技部项目、国家自然科学基金委以及中国院先导项目的资助。 

 

图:中心体蛋白Talpid3在大脑皮层发育过程中的调控机制模型