Механическое понимание развития мозга требует систематического изучения типов нейронных клеток-предшественников, их клональной спецификации и созревания постмитотических нейронов. Совокупные доказательства, основанные на одноклеточном транскриптомном анализе, выявили гетерогенность корковых нейральных предшественников, их временное формирование паттерна и траектории развития возбуждающих и тормозных нейронов в развивающемся неокортексе. Тем не менее, иерархия развития гипоталамуса, который содержит поразительное разнообразие нейронов, регулирующих эндокринные, вегетативные и поведенческие функции, до сих пор не изучена.
Однако недавно проф. Группа У Цинфэна из Института генетики и биологии развития Китайской академии наук (CAS) провела исследование, посвященное происхождению этого нейронального разнообразия. Для своей работы они профилировали транскриптом 43 261 нервных клеток гипоталамуса для картирования ландшафта развития гипоталамуса мыши и картировали траекторию движения радиальных глиальных клеток (RGC), промежуточных клеток-предшественников (IPC), формирующихся нейронов и пептидергических нейронов.
Исследователи обнаружили, что RGC используют консервативную стратегию мультипотенциальной дифференциации, но генерируют как Ascl1 +, так и Neurog2 + IPC. IPC Ascl1 + отличаются от своего телэнцефального аналога тем, что демонстрируют бифуркацию судьбы, в результате чего они могут дифференцироваться как на глутаматергические (возбуждающие), так и на ГАМКергические (ингибирующие) нейроны. Постмитотические возникающие нейроны, происходящие из IPC, далее распадаются на несколько пептидергических нейрональных подтипов. Клональный анализ также показывает, что одиночные RGC могут продуцировать несколько нейрональных подтипов.
Это открытие показывает, что несколько типов клеток в иерархии клонов поэтапно вносят вклад в диверсификацию судьбы нейронов гипоталамуса, тем самым раскрывая эффективную стратегию для нейронных предшественников по созданию экстремального нейронального разнообразия.
Кроме того, это исследование обеспечивает перспективу развития для понимания пластичности гипоталамуса и получения ценных сведений о заболеваниях гипоталамуса, таких как анорексия, нарколепсия и бессонница.
Эта работа под названием "Каскадная диверсификация направляет формирование нейронального разнообразия в гипоталамусе," был опубликован в Cell Stem Cell.