単細胞トランスクリプトーム結合パターンスクリーンによるヒトニューロンサブタイププログラミング

科学分野:

• 神経科学
• 幹細胞生物学
• 発達生物学

背景:

• 転写因子 (TF) の過剰発現は,ヒトの神経区分と疾患をモデル化するための重要な方法である.
• 実験室で生成できるニューロンのサブタイプの全スペクトルは,ほとんど未知のままです.

研究 の 目的:

• 多能幹細胞からプログラム可能なニューロンのサブタイプの多様性を調査する.
• 発達シグナル伝達経路とTF過剰発現の組み合わせを研究し,様々なニューロンのサブタイプを生成する.

主な方法:

• TF過剰発現と共に 発達信号経路の調節
• 480のモルフォゲン信号調節とTF誘導の組み合わせをスクリーニングする.
• 70万以上の細胞を複合した単細胞トランスクリプトミア分析

主要な成果:

• 刺激神経と抑制神経を特定する
• 神経管の発達軸に沿ってニューロンのサブタイプがパターン化されました.
• プレパターニングニューラルプロジェニターは,原始的な組織に関連する遺伝子規制ネットワークにアクセスすることによって,ニューロンの多様性を高めました.

結論:

• 発達信号調節とTF過剰表現を組み合わせると,プログラム可能なニューロンのサブタイプ多様性が著しく拡大します.
• この戦略により,体内で発見されたものを反映した人間のニューロンのサブタイプを生成することができます.
• この発見は,多様なヒト細胞サブタイプを生成し,ニューロンの運命を決定するシグナル伝達の役割を研究するための枠組みを提供します.