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Articles by Hynek Wichterle in JoVE
JoVE Neuroscience
La zone sous-ventriculaire Fr-face: Coloration Wholemount et Flow épendymaire
1Department of Neurosurgery, The Eli and Edythe Broad Center of Regeneration Medicine and Stem Cell Research, University of California, San Francisco - UCSF, 2Department of Pathology and Cell Biology, College of Physicians and Surgeons, Columbia University, 3Department of Neuroscience and Neurology, College of Physicians and Surgeons, Columbia University, 4Department of Developmental and Regenerative Biology, Nagoya City University Graduate School of Medical Sciences, 5Center for Motor Neuron Biology and Disease, College of Physicians and Surgeons, Columbia University
Les murs du ventricule latéral contiennent la plus grande région germinales dans le cerveau adulte des mammifères. Traditionnellement, les études sur la neurogenèse dans cette région se sont appuyés sur des techniques classiques de sectionnement pour l'analyse histologique. Nous présentons ici une approche alternative, la technique wholemount, qui fournit une approche globale, en vue de face de cette région germinales.
Other articles by Hynek Wichterle on PubMed
Différenciation Dirigée De Cellules Souches Embryonnaires Dans Les Neurones Moteurs
Signaux inductifs et des facteurs de transcription impliqués dans la production de neurones moteurs ont été identifiés, soulevant la question de savoir si ces points de vue du développement peuvent être utilisés pour ordonner à un destin de motoneurones, les cellules souches. Nous montrons que les facteurs de signalisation pertinents au cours du développement peuvent induire des cellules souches embryonnaires (ES) de souris à se différencier en cellules progénitrices de la colonne vertébrale, puis dans les neurones moteurs, grâce à une voie récapitulant utilisés in vivo. ES cellules dérivées motoneurones peut remplir la moelle épinière embryonnaire, étendre les axones et forment des synapses avec les muscles de la cible. Ainsi, impliqués dans des voies normales de la neurogenèse de signaux inductifs peut diriger des cellules ES à des classes spécifiques de forme des neurones de la CNS.
Modulateurs De Petites Molécules De Signalisation Hedgehog : Identification Et Caractérisation De Smoothened Agonistes Et Antagonistes
Le hérisson (Hh), voie de signalisation est vital au développement animal qu'il intervient dans la différenciation de plusieurs types de cellules durant l'embryogenèse. Chez l'adulte, la signalisation de Hh est activable pour faciliter la réparation et l'entretien des tissus. En outre, la stimulation de la voie de Hh a montré l'efficacité thérapeutique dans les modèles de la neuropathie. Les mécanismes de transduction du signal de Hh demeurent obscurs, cependant : on connaît la communication entre le suppresseur de voie Patched (Ptc), une protéine transmembranaire multipasse lie directement Hh et l'activateur de voie Smoothened (Smo), une protéine qui se situe au niveau des récepteurs couplés à une protéine G et est capable d'activation constitutive, en l'absence de Ptc.
Corridor Permissive Et Diffusible Dégradés Direct Médial Migration Cellulaire Ganglionnaire Eminence Le Néocortex
Neurones jeunes nés dans l'éminence médiane ganglionnaire (MGE) migrent dorsalement une longue distance, donnant lieu à plusieurs types d'interneurones dans le néocortex. Les mécanismes qui facilitent la dispersion sélective dorsale de cellules MGE tout en limitant leur mouvement dans le ventre des régions voisines ne sont pas connus. Utilisation microtransplantation en tranches cerveau du fœtus et sur des cellules dissociées substrat sur les filtres flottants (dosage place), nous démontrons que les régions du cerveau antérieur ventral voisins de l'MGE sont non permissives pour la migration cellulaire MGE, tandis que les régions dorsales principales vers le néocortex sont de plus en plus permissive. Expériences d'analyse spot en utilisant des filtres avec différentes tailles de pores indiquent que les facteurs permissifs ne sont pas diffusible. Nous montrons aussi que les cellules réagissent à des facteurs MGE chimioattractives et inhibitrices de diffusion à partir du néocortex et le cerveau antérieur ventromédian, respectivement. Nous proposons que la mesure finale et la spécificité régionale de la dispersion des cellules MGE est largement dictée par l'orientation de contact dans un environnement permissif de manière sélective, flanqué par les tissus non permissives. En outre, nous proposons que les signaux de guidage chimiotactiques superposés au-dessus du corridor de migration efficace de faciliter permissive dorsale de cellules MGE.
Identification D'un Inhibiteur De La Petite Molécule De La Voie De Signalisation Hedgehog : Effets Sur Les Lésions De Type Carcinome Baso-cellulaire
Le lien entre le carcinome basocellulaire (BCC) et activation aberrante de la Hedgehog (Hh), voie de signalisation a été bien établi chez l'homme et dans des modèles murins. Nous rapportons ici le développement de tests, y compris deux nouveaux modèles in vitro BCC, qui nous a permis de dépister des inhibiteurs de Hh et tester leur validité en tant que traitements potentiels contre BCC. Nous avons identifié un inhibiteur de Hh de petite molécule novatrice (CUR61414) qui peut bloquer Hh élevée, signalisation des activités résultant de mutations oncogéniques Patched-1. De plus, CUR61414 peut supprimer la prolifération et induisent l'apoptose des nids basaloïde dans les systèmes modèles BCC, alors que n'ayant aucun effet sur les cellules de la peau normale. Directement, ces résultats démontrent que l'utilisation d'inhibiteurs de Hh pourrait être une approche thérapeutique valable pour le traitement des CCI.
Une Exigence Pour L'activation Transcriptionnelle Induite Par L'acide Rétinoïque Dans Ventrale Spécification De Structuration Et De Neurones Moteurs Neuronale
La spécification des destins neuronales dans la moelle épinière ventrale dépend de la réglementation de l'homéodomaine (HD) et de protéines de basic-hélice-boucle-hélice (bHLH) par Sonic hedgehog (Shh). La plupart de ces facteurs de transcription agissent comme des répresseurs, laissant non résolue la liaison entre les voies de signalisation inductives et activateurs de la transcriptionnelles impliqués dans la spécification neuronale ventrale. Nous montrons ici que la signalisation des rétinoïdes et les fonctions de l'activateur de récepteurs de rétinoïdes sont nécessaires au modèle de l'expression des protéines HD et bHLH et spécifier une identité de motoneurones. Nous montrons aussi que les facteurs de croissance des fibroblastes (FGF) réprimer l'expression de la protéine en HD géniteur, ce qui implique de cette évasion de signalisation FGF et exposition aux rétinoïdes et signaux Shh est des étapes obligatoires dans l'émergence du modèle neural ventrale. En outre, exposition conjointe des cellules progénitrices neurales aux rétinoïdes et FGFs suffit à induire la différenciation des motoneurones d'une manière indépendante du Shh.
Propriétés Fonctionnelles Des Motoneurones Dérivées De Cellules Souches Embryonnaires De Souris
La capacité des souches embryonnaires (ES) des cellules pour former des motoneurones fonctionnelles (MNs) et des liens appropriés avec le muscle a été étudiée in vitro. Cellules ES ont été obtenus d'une lignée de souris transgéniques dans lequel le gène amélioré Green fluorescent protein (eGFP) est exprimé sous le contrôle du promoteur des cellules ES MN spécifiques homeobox gene Hb9. ont été exposés à l'acide rétinoïque (RA) et agoniste sonic hedgehog (Hh-Ag1.3) afin de stimuler la différenciation en MNs marqués par l'expression d'eGFP et l'émetteur cholinergique synthétique enzyme choline acétyltransférase. Enregistrements de patch-clamp de la cellule entière ont été faites de cellules marquées eGFP pour étudier le développement des caractéristiques fonctionnelles des MNs. En mode imposé, a enregistré les courants, y compris EPSCs, en réponse aux demandes exogènes de GABA, le glycine et le glutamate. Neurones marqués EGFP expriment aussi des canaux ioniques activés par le voltage inactivation rapide des canaux de Na, redresseur retardé et I (A)-type canaux k (+) et canaux heterodimeric. Enregistrements courant imposé ont démontré que les neurones positifs eGFP génèrent des trains répétitives des potentiels d'action et que les médiateurs de canaux de type l heterodimeric subi des dépolarisations. Lorsque co-cultivées avec une lignée de cellules de muscle, regroupement des récepteurs de l'acétylcholine sur les fibres musculaires adjacentes au développement des axones a été observée. Des enregistrements intracellulaires des fibres musculaires adjacentes aux axones eGFP positifs ont révélé des potentiels de plaque d'extrémité qui a augmenté en amplitude et en fréquence après l'application de glutamate et sont sensibles à la TTX et le curare. En résumé, nos résultats démontrent que MNs provenant de cellules ES développent récepteurs émetteur approprié, propriétés intrinsèques nécessaires pour obtenir les modèles appropriés du potentiel d'action tir et fonctionnelles synapses avec les fibres musculaires.
De Nouveaux Neurones Suivre Le Flux De Liquide Céphalo-rachidien Dans Le Cerveau Adulte
Dans le cerveau adulte, les neuroblastes nés dans la zone sous-ventriculaire migrent à partir des parois des ventricules latéraux vers le bulbe olfactif. Comment ces cellules orienter sur une telle distance à long et à travers les territoires complexes? Ici, nous montrons que la migration des neuroblastes parallèles liquide céphalo-rachidien (LCR) d'écoulement. Battre des cils épendymaire est nécessaire pour CSF flux normal, la formation de gradient de concentration des molécules de guidage LCR, et la migration des neuroblastes directionnelle. Les résultats suggèrent que des cellules épithéliales polarisées contribuent d'importantes informations vectoriel pour l'orientation des jeunes, les neurones migrent.
Olig2 + Progéniteurs Motoneurone Neuroépithéliales Sont Pas Des Cellules Souches Multipotentes Dans Vivo
Les neurones et les cellules gliales sont considérées comme provenant de cellules souches multipotentes et auto-renouvellement, qui constituent la majorité des cellules neuro-épithéliales dans la zone ventriculaire (VZ) du système nerveux central embryonnaire précoce. Cependant, cette idée reste à être testé rigoureusement, parce que les cellules souches du système nerveux central ont été identifiés uniquement à l'aide d'essais in vitro, à partir desquels leur abondance in vivo ne peuvent pas être directement inférées. Dans le système hématopoïétique, les cellules souches sont caractérisées par l'utilisation d'isolement et de prospective directe in vivo de transplantation. Ici, nous avons utilisé cette approche pour la plupart des progéniteurs demander si VZ se comporter comme des cellules souches in vivo. La région la plus étudiée des CNS embryonnaires pour traiter ce problème est, sans doute, la moelle épinière ventrale, dans quel domaine progéniteurs dans l'ancêtre du motoneurone (PMN) générer séquentiellement motoneurones (MN) et de précurseurs d'oligodendrocytes (PO). Pratiquement toutes les cellules VZ dans les PMN expresse du Olig2 facteur de transcription. Si la plupart de ces cellules sont des cellules souches, alors ils devraient maintenir le potentiel neurogénique, même à plus tard, les étapes gliogenic. Pour tester cette hypothèse, nous avons isolé de façon prospective Olig2 (+) des cellules à partir du jour embryonnaire murin (E) 9.5 et E13.5 la moelle épinière et directement les transplantés à E2 poussin moelle épinière. Transplanter des cellules E9.5 générer deux neurones, y compris MNs et des PO, alors que les cellules génèrent E13.5. L'observation que la plupart des Olig2 (+) progéniteurs ne maintenir le potentiel neurogénique dans la période de gliogénèse fait valoir qu'ils ne le font pas s'auto-renouveler. Ces résultats ne confirment pas l'opinion répandue selon laquelle la plupart des cellules neuro-embryonnaire dans le VZ CNS sont des cellules souches in vivo.
Complexes Multiprotéiques De La Survie Des Motoneurones De Protéine SMN Avec Un Trafic Gemins à Processus Neuronaux Et Les Cônes De Croissance Des Neurones Moteurs
Atrophie musculaire spinale (SMA), une maladie neurodégénérative progressive affectant les motoneurones, est causée par des mutations ou des délétions du gène SMN1 codant pour la survie des motoneurones (SMN) protéine. Dans des lignées de cellules non neuronales immortalisées, SMN a été démontré pour former un complexe avec des protéines de Gemin, ribonucléoprotéique (RNP) qui est indispensable pour l'assemblage de petites RNP nucléaires (snRNP). Une fonction supplémentaire de SMN dans les neurones a émis l'hypothèse pour faciliter le montage des complexes de RNP messager localisé. Nous avons montré que le SMN est localisée dans les granules qui sont transportés activement dans les processus neuronaux et les cônes de croissance. Dans les neurones moteurs, granules de SMN colocalisé avec protéines Gemin ribonucléoprotéique mais pas les protéines de Sm splicéosomal requis pour l'assemblage des snRNP. Analyse quantitative de la co-localisation de la protéine endogène dans les cônes de croissance après reconstructions tridimensionnelles a révélé une association statistiquement non-aléatoire de SMN avec Gemin2 (40 %) et Gemin3 (48 %). SMN et Gemin contenant des granulés distribués aux axones et dendrites des neurones de moteur différenciées. Une interaction directe entre les SMN et Gemin2 dans les granules unique a été indiquée par analyse de transfert d'énergie de résonance de fluorescence des protéines fluorescent surexprimées marqués et non marqués. L'imagerie bicanal à grande vitesse de neurones vivants dépeint le transport rapide et bidirectionnelle du SMN-Gemin complexe. L'extrémité N terminale de SMN était exigé pour le recrutement de Gemin2 dans les granules cytoplasmiques et amélioré la stabilité Gemin2. Ces résultats fournissent des nouvelles idées sur la composition moléculaire des complexes multiprotéiques de distinctes SMN dans les neurones et la motivation pour enquêter sur les carences du RNP localisée au SMA.
Astrocytes Exprimant SOD1 Mutantes Liées ALS Libèrent Facteurs Sélectivement Toxiques Pour Les Neurones Moteurs
Mutations de superoxyde dismutase-1 (SOD1) causent une forme de la paralysie mortelle latérale amyotrophique (ALS), sans doute par une combinaison de procédés de cellules autonomes et non-autonomes-cellules. Ici, nous montrons qu'expression de mutants SOD1 humaine dans les neurones moteurs spinaux de souris primaire ne provoque pas de dégénérescence des motoneurones. À l'inverse, rongeurs astrocytes exprimant SOD1 mutantes tuent des motoneurones spinaux de souris primaire et embryonnaires cellules souches dérivées. C'est déclenchée par des facteurs toxiques solubles par un mécanisme dépendant de Bax. Cependant, astrocytes mutants ne causent pas la mort de GABAergique spinal ou neurones des ganglions de la racine dorsale ou des interneurones de dérivés de cellules souches embryonnaires. Contrairement aux astrocytes, fibroblastes, cellules microgliales, les neurones corticaux et les myocytes exprimant SOD1 mutantes ne causent pas de neurotoxicité manifeste. Ces résultats indiquent que les astrocytes jouerait un rôle dans la dégénérescence spécifique des neurones moteurs spinaux dans la SLA. Identifier les ou les facteurs solubles astrocyte dérivés peut-être avoir des implications pour la SLA d'un point de vue pathogéniques et thérapeutique.
Cellules Souches Pluripotentes Induites Générées à Partir De Patients Atteints De SLA Peuvent être Différenciées En Neurones Moteurs
La génération de cellules souches pluripotentes à partir d'un patient permettrait à la production à grande échelle des types de cellules touchées par la maladie de ce patient. Ces cellules pourraient à leur tour être utilisés pour la modélisation des maladies, la découverte de médicaments, et éventuellement autologues thérapies de remplacement cellulaire. Bien que des études récentes ont démontré la reprogrammation des fibroblastes humains à un état pluripotent, il reste difficile de savoir si ces cellules souches pluripotentes induites (iPS) peuvent être produites directement à partir de patients âgés souffrant de maladies chroniques. Nous avons généré des cellules iPS à partir d'une femme de 82 ans diagnostiqué avec une forme familiale de la sclérose latérale amyotrophique (SLA). Ces cellules iPS spécifiques du patient possèdent des propriétés de cellules souches embryonnaires et ont été dirigé avec succès à se différencier en neurones moteurs, le type de cellule a détruit dans la SLA.
Différenciation Des Cellules Souches Embryonnaires De Souris De Neurones Moteurs Spinaux
Contrôlé la différenciation des cellules souches embryonnaires (ES) en types cellulaires cliniquement pertinente est un objectif fondamental de la recherche sur les cellules souches. Cette unité décrit un des protocoles plus efficaces pour la conversion des cellules ES de souris en un type défini de cellules nerveuses, les neurones moteurs spinaux. ES cellules sont séparés des fibroblastes embryonnaires de souris de mangeoire et agrégées à corps embryoïdes forme (EBs). Deux jours après le retrait des facteurs de croissance, EBs atteignent un stade au cours de laquelle ils sont sensibles aux signaux le patterning et peuvent être effectivement induites par l'acide rétinoïque (RA) à se différencier en cellules nerveuses de la moelle. Les cellules neurales naissants deviennent sensibles à la ventralizing signal sonic hedgehog (Hh) qui contrôle l'expression de marqueurs ventrale géniteur de la colonne vertébrale et lance le programme d'amélioration génétique de la différenciation des motoneurones.
Xénotransplantation Des Embryonnaires Motoneurones Dérivées De Cellules Souches Dans La Moelle épinière Poussin En Voie De Développement
Un nombre croissant de types spécifiques de cellules ont été avec succès dérivé de cellules souches embryonnaires (cellules ES), y compris une variété de cellules nerveuses. In vitro les cellules il fallait être largement caractérisé pour établir l'équivalence fonctionnelle avec leurs homologues in vivo a généré. Le test ultime pour la capacité des neurones de culture cellulaire ES fonctionnellement intégrer dans des réseaux de neurones est la transplantation dans le développement central du système nerveux, une technique difficile limitée par la mauvaise accessibilité des embryons chez les mammifères. Nous décrivons ici la xénotransplantation des souris embryonnaires cellules souches dérivées les neurones moteurs dans le développement du tube neural poussin comme alternative pour tester la capacité des neurones générés in vitro pour survivre, d'intégrer, d'étendre des axones et nouer des contacts synaptiques appropriés avec les objectifs pertinents sur le plan fonctionnel in vivo. Méthodes similaires peuvent être adaptées à l'étude des fonctionnalités des autres cellules de mammifères, y compris les dérivés des cellules ES humaines.
Microfluidique Combinés / Plate-forme Pour La Modélisation Des Protéines D'interrogation Pharmacologique D'Axon Pathfinding
Assemblée des circuits neuronaux fonctionnels repose sur la capacité des axones pour naviguer dans un paysage complexe des signaux de guidage dans le milieu extracellulaire. Dans ce rapport, nous étudions la cellule localisée de signalisation en réponse à ces signaux en combinant une chambre cloisonnement microfabriqué avec plusieurs composants, la protéine-microélectrodes surfaces, ce système offre une meilleure résolution spatiale et de nouvelles fonctionnalités pour la manipulation ciblée des axones neuronaux. Nous illustrons le potentiel de ce système par aborder le rôle de récepteur du facteur de croissance des fibroblastes (FGFR) de signalisation dans le guidage axonal modulation par la N-cadhérine. Les neurones moteurs qui ont été dérivées de cellules souches embryonnaires d'étendre les axones d'un compartiment à travers une barrière de microcanaux et dans un deuxième compartiment contenant des motifs de la N-cadhérine, sur un fond de la laminine. N-cadhérine a été efficace dans les deux orientant et en accélérant la croissance axonale moteur. En utilisant le système de chambre de cibler l'application d'agents pharmacologiques pour des parties spécifiques du neurone, nous démontrons que FGFR de signalisation dans l'axone, mais pas les cellules du corps augmente le taux de croissance axonale tout en n'affectant pas des conseils sur la N-cadhérine. Ces résultats démontrent que la signalisation cellulaire doit tenir compte de la disposition spatiale de la cellule. Cette nouvelle plate-forme fournit un outil puissant pour comprendre ces effets sur une large gamme de systèmes de signalisation.
Ce Qui Peut Nous Apprendre Des Cellules Souches Pluripotentes En Sur Les Maladies Neurodégénératives ?
Maladies neurodégénératives représentent un défi de santé publique croissant. Les médicaments actuels traitent les symptômes, mais aucun stopper ou retarder la neurodégénérescence. L'avènement récent de la biologie des cellules pluripotentes a ouvert de nouvelles voies pour la recherche sur les maladies neurodégénératives. Le plus grand potentiel pour les cellules pluripotentes induites provenant de personnes concernées est susceptible d'être leur utilité pour la modélisation et la compréhension des mécanismes qui sous-tendent les processus neurodégénératifs et pour la recherche de nouveaux traitements, y compris les thérapies de remplacement cellulaire. Cependant, il reste beaucoup de travail à faire avant que les cellules pluripotentes peuvent être utilisés pour des applications précliniques et cliniques. Ici, nous discutons les défis de générer des sous-types de cellules neurales spécifiques de cellules souches pluripotentes, l'utilisation de cellules souches pluripotentes pour modéliser les deux cellules autonomes et des mécanismes non-cellules autonomes de neurodégénérescence, si adulte neurodégénérescence peut être émulée dans les cultures à court terme et les obstacles de la thérapie de remplacement cellulaire. Progrès dans ces quatre domaines permettra d'accélérer considérablement l'application efficace des cellules souches pluripotentes.
Diversité Fonctionnelle Des Sous-types ESC Dérivées Des Motoneurones Révélée Par Greffe Intraspinale
Ces cultivés peuvent former des différentes classes de neurones, mais si ces neurones peuvent acquérir des caractéristiques spécialisées sous-type typiques des neurones in vivo reste incertaine. Nous montrons ici que les ces de la souris peuvent être adressée aux sous-types de forme très spécifique des neurones moteurs en l'absence de facteurs supplémentaires, grâce à un programme de différenciation qui s'appuie sur Wnts endogène, FGF et Hh-imitant le programme normal de la différenciation des motoneurones sous-type. Des marqueurs moléculaires qui caractérisent les sous-types de motoneurones anticipent les propriétés fonctionnelles de ces neurones in vivo : les neurones moteurs dérivés de ESC isochronically greffée dans la moelle épinière poussin s'installer dans approprié domaines colonnaires et sélectionner les trajectoires axonales avec une fidélité correspondant que leur in-vivo généré homologues. ESC-dérivés des neurones moteurs peut programmer donc de façon prédictive à acquérir des propriétés moléculaires et fonctionnelles qui caractérisent une des nombreuses dizaines de sous-types de motoneurones spécialisées qui existent in vivo.
Contrôle Global De La Topographie Des Motoneurones Médiée Par Les Actions Répressives D'un Gène Hox Unique
Dans la moelle épinière en voie de développement, des activités régionales et combinatoires de facteurs de transcription Hox sont essentielles en contrôlant les destins de neurone moteur le long de l'axe rostro, illustrée par le modèle précis de l'innervation de la branche par des pools d'automobiles Hox dépendant plus de cinquante. Les mécanismes par lequel des motoneurones diversité est limitée à des niveaux de membre ne sont, toutefois, pas bien compris. Nous montrons qu'un seul gène Hox, Hoxc9, a un rôle essentiel dans l'organisation du système moteur au moyen d'activités répressives globales. Hoxc9 est requis pour la génération de colonnes moteurs thoraciques, et en son absence, les neurones acquièrent le sort des populations qui innervent le limbe. Contre toute attente, plusieurs gènes Hox sont dérépressées chez les mutants Hoxc9, menant à la désorganisation motor pool et des altérations dans les connexions de sous-types thoraciques et au niveau du membre antérieur. Analyse du génome de liaison Hoxc9 suggère que ce mode de répression est médié par des interactions directes avec les éléments de régulation Hox, indépendants des marques de chromatine généralement associées à des gènes Hox refoulés.
Règlement De Micro-ARN Des Cellules Souches Neurales Et La Neurogenèse
MicroARN sont une classe de petits régulateurs de RNA qui sont impliqués dans de nombreux processus cellulaires, y compris le développement, la prolifération, la différenciation et la plasticité. Le nouveau concept est que les microARN jouent un rôle central dans le contrôle de l'équilibre entre cellules souches détermination d'autorenouvellement et sort en régulant l'expression des cellules souches responsables de la réglementation. Cet examen mettra en évidence les progrès récents dans la régulation de l'autorenouvellement des cellules souches neurales et la neurogenèse de microARN. Il couvrira les microARN fonctions durant tout le processus de neurogenèse, de cellules souches neurales autorenouvellement et sort la détermination à maturation neuronale et la plasticité synaptique formation. L'interaction entre les microARN et tous deux cellule-extrinsèque et intrinsèque - joueurs de cellules souches, y compris les facteurs de transcription, régulateurs épigénétiques et molécules de signalisation extrinsèques seront discutés. Ceci est un résumé des thèmes abordés dans le mini-colloque sur la réglementation des micro-ARN des cellules souches neurales et la neurogenèse dans SFN 2010 et n'est pas censé être un examen exhaustif du sujet.
Ligand-dépendants Dynamique De Liaison De Récepteur De L'acide Rétinoïque Pendant La Neurogenèse Précoce
Parmi ses nombreux rôles dans le développement, l'acide rétinoïque détermine l'identité antéro-postérieur de différencier les motoneurones en activant le récepteur de l'acide rétinoïque (RAR)-mediated transcription. RAR est pensé pour lier le génome constitutivement et seulement induire la transcription en présence du ligand rétinoïde. Cependant, on connaît où RAR se lie au génome, ou comment il sélectionne des sites cibles.
Un Ensemble De Test Caractérisé Fonctionnellement De L'homme Cellules Souches Pluripotentes Induites
L'homme cellules souches pluripotentes induites (CISP) de présenter des possibilités intéressantes pour l'étude du développement et pour la modélisation des maladies dans in vitro. Cependant, la variabilité signalée dans le comportement des CSPi a appelé leur utilité en question. Nous avons établi un ensemble de test de 16 lignes iPSC de sept personnes de différents statuts âge, le sexe et la santé, et largement caractérisé les lignes à l'égard de la pluripotence et la capacité à différencier en phase terminale. Conformément aux procédures normalisées dans deux laboratoires indépendants, 13 des lignes iPSC ont donné lieu à des motoneurones fonctionnels avec une gamme de gains d'efficacité similaire à celle de cellules souches embryonnaires humaines (CES). Bien que les trois lignes iPSC étaient résistants à la différenciation neurale, neuralisation début sauvé leur performance. Par conséquent, toutes les 16 lignes iPSC passé un test rigoureux de la capacité de différenciation en dépit des variations dans le caryotype et dans l'expression de marqueurs précoces de pluripotence et des transgènes. Ce jeu de test et de l'ESC iPSC est une ressource solide pour ceux qui s'intéressent à la biologie fondamentale des cellules souches et leurs applications.
Mir-17-3 P Contrôle Spinal Progénitrices Neurales Patterning En Régulant La Boucle Croisée-répressif Olig2/Irx3
Structuration neurale s'appuie sur les interactions Croix-répression transcriptionnelles qui assurent la cession sans équivoque de l'identité progénitrices neurales de cellules en prolifération. Progéniteurs des neurones moteurs spinaux (pMN) et V2 interneurones (p2) sont spécifiées par une paire de facteurs de transcription Croix-répressif, Olig2 et Irx3. Traçage de la lignée a révélé que les nombreux p2 progéniteurs expriment transitoirement le marqueur pMN Olig2 au cours du développement de la moelle épinière. Nous démontrons que la répression des Olig2 dans le domaine de la p2 est contrôlée par mir-17-3 p médiée par les micro-ARN silencing of Olig2 mRNA. Souris dépourvues de tous les micro-ARN ou juste le cluster de mir-17∼92 manifestent un déplacement dorsal en limite de pMN/p2 et déficience dans la production des interneurones V2. Nos résultats suggèrent que répression médiée par les micro-ARN des ARNm Olig2 joue un rôle essentiel au cours de la structuration des domaines progénitrices spinal ventrale par le rééquilibrage des croix-répressives interactions entre des facteurs de transcription Olig2 et Irx3.
Une Alternative épissant Commutateur Réglemente La Pluripotence Des Cellules Souches Embryonnaires Et La Reprogrammation
Épissage alternatif (AS) est un processus clé qui sous-tend l'expansion de la diversité de la protéomique et la régulation de l'expression des gènes. Ici, nous identifions une évolutivement conservés les cellules souches embryonnaires (CSE)-spécifiques comme l'événement qui change la préférence de liaison à l'ADN du facteur familial transcription forkhead FOXP1. Nous montrons que l'isoforme spécifique ESC de FOXP1 stimule l'expression des gènes de facteur de transcription nécessaires à la pluripotence, y compris OCT4, NANOG, NR5A2 et GDF3, tout en réprimant en même temps que les gènes nécessaires à la différenciation de l'ESC. Cette isoforme aussi favorise le maintien de la pluripotence ESC et contribue à l'efficacité de reprogrammation de cellules somatiques sur les cellules souches pluripotentes induites. Ces résultats révèlent un rôle essentiel dans la régulation de la pluripotence via le contrôle des programmes transcriptionnelles de critiques propres à ESC, un événement de AS.
Mappage Basé Sur Les Cellules Souches Embryonnaire Des Programmes De Perfectionnement Transcriptionnelles
Les facteurs de l'étude de la transcription développemental réglée par immunoprécipitation de la chromatine et séquençage en profondeur (ChIP-seq) fait face à deux obstacles majeurs : la disponibilité des anticorps de la puce de qualité et l'accès à un nombre suffisant de cellules. Nous décrivons polyvalent Génome-large analyse des sites de liaison transcription par combinant réalisé la différenciation des cellules souches embryonnaires et expression inductible de protéines étiquetées. Nous avons démontré son utilité en mappant les sites de liaison à l'ADN de facteurs de transcription impliqués dans la spécification des motoneurones.
Programmation Des Cellules Souches Embryonnaires Aux Sous-types Neuronales
Richesse des circuits neuraux et spécificité de la connectivité neuronale dépendent de la diversification des cellules nerveuses en sous-types distincts sur le plan fonctionnel et moléculairement. Bien que des méthodes efficaces pour la différenciation dirigée de cellules souches embryonnaires (CSE) dans plusieurs des principales classes neuronales ont été établis, seules quelques études ont systématiquement examinés la diversité du sous-type d'in vitro les cellules nerveuses dérivées. Nous résumons ici les preuves fondées sur moléculaire et transplantation in vivo études que motoneurones spinaux dérivés ESC et les neurones pyramidaux de la couche corticale V acquièrent des propriétés fonctionnelles spécifiques de sous-type. Nous discutons les similitudes et les différences dans le rôle de cellules intrinsèques programmes transcriptionnels, signaux extrinsèques et les interactions cellule-cellule au cours de la diversification de sous-type des deux classes de cellules nerveuses. Nous concluons que le degré élevé de fidélité avec laquelle ces différenciation récapitulent développement embryonnaire normal offre une occasion unique d'explorer les processus de développement qui sous-tendent la spécification des mammifères diversité neuronale dans un système simplifié et accessible expérimentalement.
Dépendante De La Concentration Exigence Pour La Synthèse Des Protéines Dans Les Locaux Du Motoneurone Sous-spécifique Réponse à Des Signaux De Guidage Axonal
La formation de circuits automobiles fonctionnelles repose sur la capacité des sous-types distincts épinière des neurones moteurs de projeter leurs axones avec une grande précision à des cibles musculaires appropriées. Alors que des signaux de guidage des axones moteurs qui contribuent à pathfinding ont été identifiés, les voies de signalisation intracellulaires qui sous-tend sous-type des réponses spécifiques à ces indices demeurent mal comprises. En particulier, elle demeure controversée si les réponses aux signaux de guidage axonal dépendent de la synthèse protéique axonal. L'utilisation d'un test effondrement du cône de croissance, nous démontrons que les cellules souches embryonnaires de souris dérivées de la colonne vertébrale des neurones moteurs (ES-MNS) pour répondre à éphrine-A5, Sema3f, et Sema3a d'une manière dépendante de la concentration. A faibles doses, ES-MNs présentent des réponses segmentaires ou sous-type spécifique, alors que cette sélectivité est perdue à des concentrations plus élevées. Réponse à des doses élevées de sémaphorines et à toutes les doses de éphrine-A5 est la synthèse des protéines indépendante. En revanche, en utilisant des dispositifs microfluidiques et des dosages bande, nous montrons que l'effondrement du cône de croissance et d'orientation à de faibles concentrations de sémaphorines s'appuyer sur la synthèse des protéines locales dans le compartiment axonal. Comme la réponse bimodale à des concentrations faibles et élevées de signaux de guidage est observée chez l'homme ES-MNS, pointant vers un mécanisme général par lequel les neurones accroître leur répertoire de réponses à l'ensemble limité de signaux de guidage impliqués dans la formation des circuits neuronaux.
