発生期の大脳皮質オリゴデンドロサイト前駆細胞は外側視床下部から生成されない

Centrala begrepp

外側視床下部は大脳皮質オリゴデンドロサイト前駆細胞を生成しない。むしろ、内側視床下部と大脳皮質由来の細胞が大脳皮質オリゴデンドロサイト前駆細胞の主な起源である。

Sammanfattning

本研究は、大脳皮質オリゴデンドロサイト前駆細胞の発生起源について再検討を行った。従来の研究では、大脳皮質オリゴデンドロサイト前駆細胞は内側視床下部、外側/後視床下部、大脳皮質由来の3つの起源から生成されると考えられていた。

しかし、本研究では以下の知見を得た:

1. 外側視床下部から大脳皮質への移動経路は観察されず、外側視床下部由来の大脳皮質オリゴデンドロサイト前駆細胞は検出されなかった。

2. 除外実験の結果、外側/後視床下部由来の大脳皮質オリゴデンドロサイト前駆細胞の割合は極めて低いことが示された。

3. 内側視床下部のOlig2を欠損させると、大脳皮質のオリゴデンドロサイト前駆細胞数が著しく減少した。

以上より、大脳皮質オリゴデンドロサイト前駆細胞の主な起源は内側視床下部と大脳皮質由来であり、外側視床下部の寄与は極めて小さいことが明らかになった。これは従来の理解とは異なる新しい知見である。

Statistik

内側視床下部のOlig2欠損により、大脳皮質のSOX10陽性細胞数とPDGFRA陽性細胞数が E14.5と E16.5で10倍以上減少した。

Citat

「外側視床下部は大脳皮質オリゴデンドロサイト前駆細胞を生成しない」
「大脳皮質オリゴデンドロサイト前駆細胞の主な起源は内側視床下部と大脳皮質由来である」

Viktiga insikter från

The Lateral/Caudal Ganglionic Eminence Makes a Limited Contribution to Cortical Oligodendrocytes

by Li,J., Yang,... på www.biorxiv.org 12-03-2023

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.12.01.569674v2

Djupare frågor

外側視床下部由来の細胞が大脳皮質オリゴデンドロサイト前駆細胞に寄与しない理由は何か?

外側視床下部(LGE)が大脳皮質オリゴデンドロサイト前駆細胞(OPCs)に寄与しない理由は、発生段階における空間的および時間的なパターニングに厳密に依存しているためです。MGEからの高濃度のSHHが大脳皮質OPCsの生成を可能にし、MGE由来のOPCsが早期に生成されます。その後、LGEにおけるSHHレベルの徐々の上昇により、LGEでの神経発生からグリア発生への移行が引き起こされます。しかし、この段階でLGEは既に多数の細胞を生成しており、OPCsが大脳皮質に移行するのを妨げます。したがって、LGEから大脳皮質OPCsが生成されるプロセスは、厳密な時間的および空間的パターニングによって制御されており、大脳皮質OPCsの主要な源泉はMGE/AEPであるとされています。

内側視床下部と大脳皮質由来の細胞がどのように協調して大脳皮質オリゴデンドロサイト前駆細胞を生成するのか?

内側視床下部(MGE)と大脳皮質由来の細胞が大脳皮質オリゴデンドロサイト前駆細胞(OPCs)を生成する際には、SHHシグナル伝達経路が重要な役割を果たします。MGEの発達中には、Nkx2.1やSix3などがSHHの分泌を促進します。さらに、MGEの早期に生まれたニューロンはE14.5以前にSHHタンパク質を分泌します。そのため、MGEにおける高濃度のSHHは、RGCからOPCsの生成に寄与します。一方、LGEにおけるSHHシグナル伝達経路の活性は、初期段階（E14.5以前）では非常に弱いです。SHH濃度が徐々に上昇することで、LGEにおける神経発生からグリア発生への移行が引き起こされます。この段階でLGEは既に多数の細胞を生成しており、OPCsが大脳皮質に移行するのを妨げます。したがって、MGEとLGEの協調により、大脳皮質OPCsが生成されるプロセスが調節されます。

大脳皮質オリゴデンドロサイト前駆細胞の発生起源の違いが、成体期の機能的な違いにつながるのか?

大脳皮質オリゴデンドロサイト前駆細胞(OPCs)の発生起源の違いが、成体期の機能的な違いにつながる可能性があります。研究によると、大脳皮質OPCsはMGE/AEPおよび大脳皮質由来の細胞から生成され、成体期には大脳皮質由来のOPCsが大多数を占めることが示されています。MGE/AEP由来のOPCsは成体期には減少し、大脳皮質由来のOPCsが優勢となります。このような違いが、成体期の大脳皮質OPCsの機能的な違いにつながる可能性があります。後に発生するOPCsは、早期に生成されたOPCsよりも競争力を持つ可能性があり、成体期の大脳皮質OPCsはより均質な集団として機能することが考えられます。したがって、大脳皮質OPCsの発生起源の違いは、成体期の大脳皮質OPCsの機能や特性に影響を与える可能性があります。