Mysia strefa komorowo-podkomorowa (V-SVZ), w ścianach bocznej komory skierowanej do prążkowia, jest bardzo aktywnym obszarem zarodkowym, w którym ciągły proces replikacji i różnicowania komórek progenitorowych powoduje trwałą produkcję interneuronów opuszki węchowej (OB) i oligodendrocytów ciała modzelowatego1. Wytwarzanie tych komórek przez całe życie wydaje się być wspierane przez obecność w tym regionie nerwowych komórek macierzystych (NSC; zwanych również komórkami B1), które wyrażają antygen astrocytarny glejowy fibrylarne kwaśne białko (GFAP) i markery komórek macierzystych, takie jak nestyna, Id1 i Sox22. Komórki B1 wykazujące ekspresję GFAP generują komórki progenitorowe amplifikujące tranzyt (TAP) (komórki C), które wyrażają czynniki transkrypcyjne Dlx2 (homeobox 2 bez dystalu) i Ascl1 (homolog 1 ssaków achaete-schute) i dzielą się szybko kilka razy, zanim doprowadzą do powstania migrujących neuroblastów (komórki A) lub oligodendroblastów3. Nowo wytworzone neuroblasty proliferacyjne migrują do przodu, tworząc rostralny strumień migracyjny (RMS) do OB, gdzie integrują się z warstwami ziarnistymi i kłębuszkowymi jako zróżnicowane interneurony hamujące. Migrujące młode oligodendroblasty przemieszczają się do CC, gdzie stają się niedojrzałymi komórkami NG2-dodatnimi, które nadal dzielą się lokalnie lub różnicują w dojrzałe mielinizujące oligodendrocyty1,4.
B1 komórki, które wywodzą się z płodowych promienistych komórek glejowych, zachowują wydłużoną i spolaryzowaną morfologię swoich poprzedników i wykazują wysoce wyspecjalizowany związek ze swoją niszą. Rozciągają się między wyściółczką, która wyrównuje komorę, a siecią naczyń krwionośnych, które nawadniają niszę V-SVZ. Mały wyrostek wierzchołkowy komórek B1 interkaluje się między wielorzęskowymi ependymocytami i kończy się pojedynczą nieruchomą rzęską pierwotną, podczas gdy ich wyrostek podstawowy rozciąga się na duże odległości, aby zbliżyć się do płaskiego splotu naczyniowego, który nawadnia tę niszę, kończąc się blaszką podstawy naczyń włosowatych splotu2,5-8 .
Najbardziej niezawodnym sposobem na odróżnienie B1-NSC od nieneurogennych astrocytów, które również są GFAP+, w nienaruszonej niszy V-SVZ jest oparte na całościowych przygotowaniach ściany bocznej komory i ich analizie za pomocą mikroskopii konfokalnej 3D po barwieniu immunologicznym dla GFAP w celu oznaczenia cienkiego procesu wierzchołkowego B1-NSC, β-kateniny do wyznaczenia błon komórkowych, i albo γ-tubuliny jako markera rzęsek podstawnych, albo acetylowanej α-tubuliny do oznaczania zakresu każda rzęska5,8. Obserwacje tych całych wierzchowców z powierzchni komory wykazały, że komórki B1 i wyściółki są ułożone w "wiatraczki"5, w których jednorzęsowe wyrostki wierzchołkowe jednej lub kilku komórek GFAP+ B1 są otoczone rozetą wielorzęskowych komórek wyściółki.
Charakterystyczna morfologia komórek B1 koreluje z dowodami eksperymentalnymi wskazującymi, że naczynia krwionośne/komórki śródbłonka i komorowy płyn mózgowo-rdzeniowy (CSF) stanowią regulowane źródła rozpuszczalnych sygnałów działających na NSC2,6,9-11. Na powierzchni komory homotypowe i heterotypowe interakcje wierzchołkowo-boczne obejmujące komórki wyściółki i B1 obejmują połączenia ścisłe i połączenia adherenowe5,12. Co więcej, wykazano, że cząsteczki adhezyjne zaangażowane w kompleksy połączeniowe między komórkami B1 a wyściółką, takie jak N-kadheryna i V-CAM, regulują nie tylko wysoce zorganizowane pozycjonowanie B1 w niszy V-SVZ, ale także ich spoczynek12,13. Monowarstwa komórek wyściółki-B1 wydaje się działać jako bariera dyfuzyjna, umożliwiając regulowany przepływ wody i małych cząsteczek z płynu mózgowo-rdzeniowego, ale ograniczając przejście międzykomórkowe dużych białek10,11. Dowody eksperymentalne wskazują, że unikalnie umiejscowiona rzęska wierzchołkowa komórki B1 może odgrywać rolę jako czujnik polipeptydów sygnałowych obecnych w płynie mózgowo-rdzeniowym2,5-7. Komórki wyściółki są same w sobie również źródłem rozpuszczalnych i związanych z błoną sygnałów, które odgrywają rolę w regulacji zachowania NSC14,15.
Identyfikowalne nukleozydy, takie jak bromo-deoksyurydyna (BrdU), lub retrowirusy były powszechnie używane do oznaczania komórek progenitorowych, w tym NSC, in vivo. Jednak metody te nie są optymalne do długoterminowego śledzenia losu, ponieważ sygnały BrdU rozcieńczają się poprzez powtarzające się podziały komórkowe, a retrowirusy wydają się preferencyjnie celować w przejściowo amplifikujące komórki ze względu na ich wymóg proliferacji komórek do transdukcji16,17. Aby zbadać fizjologię NSC in vivo, w tym interakcje ze składnikami niszowymi, kluczowe jest ustalenie metody znakowania i śledzenia rzadko dzielących się komórek, ponieważ B1-NSC są w dużej mierze w stanie spoczynku, a sąsiednie komórki wyściółki nigdy nie dzielą się w warunkach fizjologicznych3. Tutaj pokazujemy, że wektory lentiwirusowe (LV) pozwalają na wysokowydajne znakowanie genów i długoterminową modyfikację dorosłych NSC i niedzielących się komórek wyściółki, ze względu na ich zdolność do transdukcji i integracji z genomem komórek docelowych w sposób niezależny od cyklu komórkowego. Ponadto pokazujemy, w jaki sposób droga dostarczania i miano wirusa pomagają w specyficznej transdukcji komórek wyściółki, ale nie komórek B1, umożliwiając w ten sposób analizę zależnych od niszy, wyściółki efektów na NSC.