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神經(jīng)嵴感應(yīng)的能力由 Yap 的靜水壓力控制

時間:2024/12/11閱讀:491
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胚胎誘導是發(fā)育中的一個關(guān)鍵機制,對應(yīng)于信號傳導和響應(yīng)組織之間的相互作用,導致響應(yīng)組織分化方向的改變。在識別感應(yīng)信號方面已經(jīng)取得了相當大的進展,但組織如何控制對這些信號的反應(yīng)(稱為能力)仍然知之甚少。雖然分子信號在能力中的作用已經(jīng)被研究,但組織力學如何影響能力仍有待探索。在這里,我們研究靜水壓在控制神經(jīng)嵴細胞(一種胚胎細胞群)能力中的作用。我們發(fā)現(xiàn),神經(jīng)嵴能力隨著囊胚腔(與預期神經(jīng)嵴接觸的胚胎腔)靜水壓的增加而降低。通過操縱體內(nèi)靜水壓,我們發(fā)現(xiàn)這種增加會導致 Yap 信號傳導受到抑制,并損害響應(yīng)組織中的 Wnt 激活,而 Wnt 激活是神經(jīng)嵴誘導所必需的。我們進一步表明,靜水壓力控制兩棲動物和小鼠胚胎以及人類細胞中的神經(jīng)嵴誘導,這表明脊椎動物之間存在保守機制。我們的工作闡明了組織力學如何與信號通路相互作用來調(diào)節(jié)胚胎能力。表明脊椎動物之間存在保守機制。我們的工作闡明了組織力學如何與信號通路相互作用來調(diào)節(jié)胚胎能力。表明脊椎動物之間存在保守機制。我們的工作闡明了組織力學如何與信號通路相互作用來調(diào)節(jié)胚胎能力。


這篇文章的核心內(nèi)容是關(guān)于胚胎發(fā)育中神經(jīng)嵴細胞誘導能力的研究,特別關(guān)注了靜水壓力如何通過Yap信號通路控制神經(jīng)嵴細胞的誘導能力。以下是文章的主要發(fā)現(xiàn)和結(jié)論:

  1. 神經(jīng)嵴細胞誘導能力(competence):神經(jīng)嵴細胞是一種胚胎細胞群體,其誘導能力指的是對信號響應(yīng)組織發(fā)出的誘導信號的響應(yīng)能力。這種能力不僅決定了胚胎誘導過程中形成的細胞類型,還決定了誘導組織的規(guī)模和響應(yīng)特定信號的時間。

  2. 靜水壓力的作用:研究發(fā)現(xiàn),神經(jīng)嵴細胞的誘導能力隨著胚胎囊腔(blastocoel)內(nèi)靜水壓力的增加而降低。通過在體內(nèi)操縱靜水壓力,研究者發(fā)現(xiàn)壓力的增加導致Yap信號通路的抑制,并損害了響應(yīng)組織中Wnt信號的激活,這是神經(jīng)嵴誘導所必需的。

  3. 跨物種的保守機制:研究顯示,靜水壓力對神經(jīng)嵴誘導的控制作用在兩棲動物、小鼠胚胎和人類細胞中都存在,表明這是一種在脊椎動物中保守的機制。

  4. Yap作為機械傳感器:Yap是一種機械轉(zhuǎn)導因子,其活性受到靜水壓力的調(diào)控。Yap在調(diào)節(jié)Wnt信號通路中起作用,而Wnt信號通路是已知的神經(jīng)嵴誘導因子。

  5. Wnt信號通路的調(diào)節(jié):研究表明,靜水壓力可以通過調(diào)節(jié)Wnt信號通路在響應(yīng)的外胚層中的活性來控制神經(jīng)嵴的形成。

  6. 實驗方法:研究使用了多種實驗方法,包括在不同發(fā)育階段的胚胎中操縱靜水壓力、分析神經(jīng)嵴標記物的表達、使用Wnt信號傳感器、以及通過Yap形態(tài)抑制和激活實驗來研究其在神經(jīng)嵴形成中的作用。

  7. 結(jié)論:這項工作揭示了組織力學如何與信號通路相互作用以調(diào)節(jié)胚胎誘導能力,為理解正常發(fā)育過程以及再生醫(yī)學和發(fā)育障礙的新協(xié)議提供了新的見解。

這篇文章提供了對胚胎發(fā)育中細胞誘導能力調(diào)控機制的深入理解,并可能對再生醫(yī)學和發(fā)育生物學的未來發(fā)展產(chǎn)生重要影響。


圖 1:神經(jīng)嵴能力的喪失與靜水壓的增加相關(guān)。

圖 2:神經(jīng)嵴感應(yīng)的喪失是由靜水壓的增加引起的。

圖 3:靜水壓控制神經(jīng)嵴能力。

圖 4:靜水壓力調(diào)節(jié) Yap 活動。

圖 5:靜水壓力控制 Yap 定位。
圖 6:靜水壓介導的核 Yap 控制 Wnt 活性。
圖 7:核 Yap 和 β-連環(huán)蛋白擴展神經(jīng)嵴能力。



 



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