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刘冲研究员团队研究成果揭开少突胶质前体细胞发育起源 与异质性的关系

2021年8月16日,《先进科学》(Advanced Science)在线发表了浙江大学医学院刘冲研究员团队关于少突胶质前体细胞(OPC)的发育起源与异质性的关系的最新研究成果“In vivo clonal analysis reveals development heterogeneity of oligodendrocyte precursor cells derived from distinct germinal zones”(https://doi.org/10.1002/advs.202102274)。该研究建立了针对OPC谱系的体内克隆分析技术,并利用该技术发现背侧和腹侧两种干细胞起源的OPC命运截然不同,证明了发育起源对于OPC命运具有决定性作用。

研究人员结合基因工程修饰小鼠、胚胎电转技术和PiggyBac转座子技术发展了一套全新的细胞特异性的体内克隆分析系统,可以实现在特定发育时间窗口对特定细胞类型进行谱系示踪与单细胞起源的克隆分析。通过改变胚胎电转的电流方向,把转座子上的DNA序列稳定整合到胚胎期小鼠侧脑室不同区域的神经干细胞中,结合在OPC中特异表达Cre重组酶的NG2-Cre/CreER转基因小鼠,实现对不同起源OPC及其子代细胞的标记和追踪。研究人员分别在群体水平和克隆水平探究背侧和腹侧起源的OPC分化、增殖、分布等细胞行为,发现背侧起源的OPC在成年后持续扩增并保持较高的分化比例,而腹侧起源的OPC虽然在早期与背侧起源的OPC有相似的细胞行为,但成年后逐渐凋亡,至小鼠6个月时基本全部消失,且相较于背侧起源的OPC保持更低的分化比例。研究人员还通过数学建模分析了OPC早期克隆的大小,推断背侧和腹侧起源的OPC的不同分裂模式。研究人员通过Crispr-Cas9技术在OPC克隆中特异性敲除了NF1基因,逆转了腹侧起源的OPC成年后逐渐凋亡的命运。综上所述,该研究通过对不同起源OPC的克隆分析,揭示了OPC发育起源对细胞异质性和细胞命运的决定性作用,并找出了改变腹侧起源OPC凋亡命运的关键基因,为通过OPC移植治疗脱髓鞘疾病提供了新的思路。

刘睿博士研究生为论文第一作者。研究获得国家自然科学基金、国家重点研发计划等资助。

发布日期:2021-08-25 浏览: 271