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2018年1月杨小杭团队在Aging Cell上发表RanGAP 介导神经干细胞命运决定因子Pros入核调控神经干细胞寿命的研究成果

编辑:admin 时间:2019-01-17 访问次数:2055
近日,由浙江大学遗传学研究所杨小杭教授和席咏梅副教授共同开展的一项研究在线发表在国际权威学术期刊《Aging Cell》上。该团队首次发现RanGAP控制细胞命运决定因子Pros的出核途径,从而调控神经干细胞寿命。
在模式动物果蝇中,神经干细胞(Neuroblast)的形成分为胚胎期和幼虫期两个阶段。神经干细胞由神经上皮细胞经过特化、内移而产生,通过不对称分裂模式,形成两个大小不同及命运不同的子代细胞,较大子细胞维持神经干细胞的干性,较小细胞称为神经节母细胞(Ganglion mother cell, GMC ,分化产生神经元或神经胶质细胞。在胚胎期,神经干细胞经若干次分裂后,体积缩小。胚胎末期,神经干细胞进入静默期(Quiescence),短暂停止分裂。进入2龄幼虫期,大脑神经干细胞重新激活,体积增大,继续进行不对称分裂。大脑神经干细胞根据分布区域、谱系、分裂分化等特征,可分为Type IType II两类。其中,Type II 神经干细胞数量很少(8/lobe),但可以产生具有短暂扩增能力的中间过渡性神经前体细胞(Intermedia neural progenitor, INP),生成大部分神经元,该特征与哺乳类动物神经前体细胞发育相似。TypeI 神经干细胞 (约90个)不通过INPs,直接产生GMC,分化为神经元。蛹晚期,中枢神经系统发育基本完成,神经干细胞寿命进入尾声,此时最明显的特征是神经干细胞命运决定因子Pros进入细胞核,神经干细胞由不对称分裂模式转变为对称分裂,进行最后一次分裂,产生两个分化的神经细胞,不再进行自我更新。迄今,在果蝇成虫大脑中尚未发现成体神经干细胞。
Fig1. RanGAP调控神经干细胞命运决定因子Pros核质转运
在神经发育中,神经干细胞及其产生的神经元在结构及功能多样性的命运决定与发育过程的时序因素密切相关,一系列具有不同转录特性的时序性因子调控神经干细胞的静默和激活,产生特异性细胞谱系及神经元。细胞命运决定因子核质转运与神经干细胞时序寿命的协同作用机制尚不清楚。杨小杭团队的最新研究发现,在不同发育阶段的神经干细胞中,RanGTPase的激活蛋白RanGAPPros核质运输及细胞周期调控起着关键作用,RanGAP缺失造成Pros滞留在幼虫期神经干细胞核内,提前终止神经干细胞干性,神经干细胞数量减少,幼虫死亡。本研究揭示了RanGAP通过参与神经干细胞命运决定因子Pros的核质转运,调控神经干细胞时序寿命的功能机制。
Fig 2. RanGAP介导的神经干细胞命运决定因子Pros调控神经干细胞时序寿命
该研究工作获得国家重大科学研究计划(973计划)以及国家自然科学基金等的支持。浙江大学医学院、生科院博士研究生吴迪和伍立桃为本文的共同第一作者,浙江大学遗传学研究所杨小杭教授和席咏梅副教授为本文共同通讯作者。Wiley 网站对本项研究进行了专题报道。

文章链接:20181216日,浙江大学遗传学研究所杨小杭教授课题组在国际权威学术期刊《Aging Cell》在线发表了题为 “RanGAPmediated nucleocytoplasmic transport of Prospero regulates neural stem cell  lifespan in Drosophila larval central brain”的最新研究成果(原文链接https://rdcu.be/bdpKS