発生期の小脳における BMP シグナリングが遷移増幅を促進する

Core Concepts

BMP シグナリングは小脳顆粒細胞前駆細胞の集合と遷移増幅の調節に重要な役割を果たす。

Abstract

本研究では、ニワトリとヒトの小脳発生過程におけるBMP シグナリングの時空間的な活性化パターンを明らかにした。 ニワトリでは、BMP シグナリングは小脳外顆粒層(EGL)の形成初期に一様に活性化されるが、小脳の葉状化が進むにつれて EGL の頂部と溝部で異なるパターンを示す。一方、ヒトでは EGL 全体で持続的にBMP シグナリングが活性化されている。 ニワトリの実験では、BMP シグナリングの細胞自律的な操作により、BMP シグナリングが EGL の形成と遷移増幅の調節に重要な役割を果たすことが示された。BMP シグナリングを抑制すると EGL の形成が阻害され、顆粒細胞が直接内顆粒層に移動する。一方、BMP シグナリングを活性化すると EGL の成熟が促進され、遷移増幅が短縮される。 これらの結果は、BMP シグナリングが小脳発生において、顆粒細胞前駆細胞の集合と遷移増幅のタイミングを適切に調節する重要な役割を担っていることを示している。また、ヒトの小脳発生におけるBMP シグナリングの持続的な活性化は、ヒトの小脳発生における EGL の長期的な維持に関与している可能性が示唆された。

Stats

EGL の厚さは E7 から E8 にかけて4倍に増加する。 E13 ニワトリとpcw19 ヒトの小脳プルキンエ細胞層の厚さは、頂部と溝部で有意な差がある。

Quotes

"BMP シグナリングは顆粒細胞前駆細胞の集合と遷移増幅の調節に重要な役割を果たす。" "ヒトの小脳発生におけるBMP シグナリングの持続的な活性化は、ヒトの小脳発生における EGL の長期的な維持に関与している可能性が示唆された。"

Key Insights Distilled From

BMP signalling facilitates transit amplification in the developing chick and human cerebellum

by Rook,V., Hal... at www.biorxiv.org 10-12-2020

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.10.12.335612v3

Deeper Inquiries

ヒトの小脳発生におけるBMP シグナリングの持続的な活性化は、どのような分子メカニズムによって制御されているのか?

ヒトの小脳発生におけるBMPシグナリングの持続的な活性化は、主にBMPリガンドと受容体の相互作用によって制御されています。研究結果によると、BMPシグナリングはEGL（外部顆粒層）の形成と維持に重要な役割を果たしており、特にグルタミン酸性小脳顆粒細胞の増殖と分化に影響を与えています。ヒトの小脳では、BMPシグナリングはEGL内での活性化が持続し、発生の進行とともに変化しています。この持続的な活性化は、小脳の複雑な構造形成に重要であり、BMPシグナリングの適切な調節が小脳発生の正常な進行に不可欠であることを示唆しています。

BMP シグナリングの操作が小脳発生に及ぼす影響は、ニワトリとヒトで異なる理由は何か

BMP シグナリングの操作が小脳発生に及ぼす影響は、ニワトリとヒトで異なる理由は何か? ニワトリとヒトにおけるBMPシグナリングの操作が小脳発生に及ぼす影響の違いは、主に種間の発生過程や神経系の進化的適応に起因しています。ニワトリとヒトの小脳の発生は、進化的に異なる経路をたどり、それぞれの種に固有の特徴を持っています。したがって、同じBMPシグナリングの操作でも、それが引き起こす影響は種によって異なる可能性があります。ニワトリではBMPシグナリングの変化がEGLの形成や維持に影響を与える一方、ヒトでは持続的なBMPシグナリングがEGL内で活性化され、発生の進行に影響を与えることが示されています。したがって、ニワトリとヒトでのBMPシグナリングの影響の違いは、それぞれの種の発生過程や進化的な要因によるものと考えられます。

BMP シグナリングの調節が小脳発生の進化的適応にどのように関与しているのか

BMP シグナリングの調節が小脳発生の進化的適応にどのように関与しているのか? BMPシグナリングの調節が小脳発生の進化的適応に関与する主なメカニズムは、神経細胞の増殖と分化を制御することにあります。特に、BMPシグナリングはEGLの形成と維持を通じて、グルタミン酸性小脳顆粒細胞の増殖と分化を調節し、小脳の複雑な構造形成に重要な役割を果たしています。進化的に、BMPシグナリングの適切な調節は、神経系の進化において重要な役割を果たし、複雑な神経回路の形成や機能の進化に寄与しています。したがって、BMPシグナリングの調節は、小脳の発生と進化において重要な要素であり、神経系の多様性や複雑性の進化的適応に関与していると考えられます。