《Neuron》Lgl1基因对神经祖细胞的调控作用

奥地利科技学院，北卡州立大学和Fred Hutchinson癌症研究中心的研究人员发现，一个名叫Lgl1的基因能够控制小鼠胚胎大脑皮层内某些神经元的产生，并且参与了出生后其他种类的神经元和胶质细胞的生成。他们的研究成果报道于近日的《Neuron》杂志。

　　

生物通报道：脑细胞主要由神经元和神经胶质细胞构成。这两种细胞发源于放射状胶质祖细胞（radial glia progenitors，RGPs）。在神经发育障碍疾病中，神经元和胶质细胞的分化过程被迫中断，但是，整体研究上，研究人员一直未曾发现有任何错误导致了发育的中断。神经元和胶质细胞的生产是如何控制的呢？

 

这项报道在神经科学顶级杂志上的文章指出，发育中的大脑皮层内神经元和神经胶质细胞的产生并非随机分化，而是受到了严格的调控。在出生之前，预定程序已经设计好了神经元和胶质细胞的精确数量，确保了正常尺寸的大脑生成。

 

作者发出疑问，RGPs的输出量受谁控制？此前，研究人员调查发现Lgl1基因能够调节RGP的增殖，但是该基因的准确功能仍是未知。

 

研究人员使用了双标记嵌合分析（short for Mosaic Analysis with Double Markers，MADM）的技术，在单细胞尺度上解释了Lgl1在RGPs中的基因功能。著名学者骆利群最新Cell文章

MADM的技术特点在于，使用绿色荧光蛋白标示基因突变细胞，生成一个绿色细胞的同时，也会产生一个正常基因型的红色细胞，从而检测基因对神经细胞起源的影响。

 

研究人员将每个RGPs细胞都进行了荧光标记，以便在显微镜下逐个观察它们的分化过程。

 

研究人员发现，Lgl1能通过两种方式控制神经元和胶质细胞的发育。一、早期神经元的生产需要整个RGPs细胞群同时激活Lgl1。二、出生后，脑神经元和胶质细胞的产生，仅与分化发育过程中的神经干细胞的Lgl1功能相关，不需要所有神经干细胞的共同表达。

 

出生后Lgl1基因的作用方式被称作细胞自治（cell-autonomous），而需要整个细胞群共同激活的作用方式被称作非细胞自治（non-cell-autonomous）。本文强调，无论是内在的基因功能还是以细胞群为基础的共同环境影响，对大脑皮层RGPs的控制都非常重要。换句话讲，胚胎时期脑神经的发育是一个整体调控事件，所有细胞必须步调一致，单一细胞的基因异常足以打断整个大脑的发育过程。

 

这项研究也提示科研工作者们，未来有关基因缺失与基因功能的研究，应朝向更精细的过程剖析发展，准确地区分细胞自治、基因功能以及干细胞微环境对一个基因功能的影响，尽量给出整体的解释。

 

原文标题：Mosaic Analysis with Double Markers Reveals Distinct Sequential Functions of Lgl1 in Neural Stem Cells