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进化所纤毛与器官发育团队揭示脊髓再生修复的重要调控机制

发布者:张川发布时间:2022-11-24浏览次数:49

脊髓损伤是中枢神经系统最为严重的疾病之一,高等动物脊髓损伤后,损伤部位神经难以再生,是导致病人致残的主要原因。与哺乳动物相比,斑马鱼具有显著的脊髓再生能力,破译其脊髓损伤的再生机制对了解并重启人类脊髓损伤修复的研究具有重要意义。

202211月,海洋生物多样性与进化研究所赵呈天教授团队与上海交通大学曹木青研究员团队合作在EMBO reports上在线发表了题为“Rassf7a promotes spinal cord regeneration and controls spindle orientation in neural progenitor cells”的研究论文,该论文揭示了Ras结合域家族(RASSF)中的Rassf7a通过调控神经前体细胞纺锤体的方向,影响其不对称分裂,进而调控损伤后神经元再生修复的作用机制。

通过对rassf7a突变体的研究,作者发现该突变体存在严重的脊髓损伤修复缺陷,其表现为:损伤6天后的多数突变体胚胎身体弯曲,游动异常。结合转基因和免疫组化分析,发现突变体脊髓损伤缺陷是由神经元再生异常引起,而非胶质细胞再生异常所导致。进一步研究发现,神经元再生缺陷主要原因是神经前体细胞增殖障碍,而Rassf7a蛋白在神经前体细胞中富集表达。亚细胞定位结果表明,Rassf7a蛋白主要位于中心体区域,并在细胞分裂过程中起着重要调控作用。为进一步研究突变体脊髓损伤缺陷,研究者利用实时摄像技术对突变体神经前体细胞的发育及分化进行了跟踪,结果发现突变体中神经前体细胞出现异常的不对称分裂,该缺陷主要由于纺锤体轴向发生改变所引起,这一点与Rassf7a的中心体定位功能相吻合(1)。

总之,此研究提出了Rassf7a通过调控纺锤体轴的朝向,控制神经前体细胞不对称分裂过程,进而影响脊髓损伤后神经元细胞增殖的作用机制(2)。该研究不仅加深了对斑马鱼脊髓损伤再生机制的了解,也为高等动物脊髓损伤的再生研究提供参考,为寻找治疗、康复脊髓损伤的有效方法提供了新的思路。

团队成员朱盼盼老师和博士生郑鹏飞为该文共同第一作者,赵呈天教授与上海交通大学曹木青研究员为该文共同通讯作者。该研究得到国家自然基金、国家重点研发计划基金、上海市地方高校创新团队基金的资助。

论文地址:https://www.embopress.org/doi/full/10.15252/embr.202254984


1 Rassf7a通过影响纺锤体轴向调控神经前体细胞不对称分裂

  

2 Rassf7a调控脊髓损伤再生模式图