生物评论周报181期:Cell Stem Cell:大脑类器官具有双侧对称视泡

1、Cell Stem Cell:大脑类器官具有双侧对称视泡

2021年8月17日,来自德国杜塞尔多夫大学Jay Gopalakrishnan研究小组在《细胞—干细胞》杂志发表了标题为“Human brain organoids assemble functionally integrated bilateral optic vesicles.”的研究成果,发现人脑器官可组装出功能整合的双侧视泡。

Fig | (来源:Cell Stem Cell)

使用诱导多能干细胞(iPSC)衍生的人脑器官,研究人员试图简化复杂的过程,并展示前脑相关的双侧视泡的形成、细胞多样性和功能。在第30天左右,脑器官试图组装视泡,在60天内逐渐发展为可见的结构。这些含有视泡的脑类器官(OVB-organoid)构成了发育中的视泡的细胞成分,包括原始角膜上皮和晶状体细胞、视网膜色素上皮、视网膜祖细胞、轴突和电活性神经元网络。OVB-organoid还显示了突触素-1、CTIP阳性的髓鞘皮质神经元和小胶质细胞。

有趣的是,各种光强度可以触发OVB-organoid的光敏活动,而且光敏性可以在短暂的光漂白后重置。因此,脑器官具有自我组织前脑相关原始感觉结构的内在能力,并能在单一的器官内进行器官间的互动研究。

据了解,在胚胎发育过程中,视泡通过一个多步骤的器官形成过程从间脑发育出来。

评论:首次将视网膜结构在功能上整合到大脑类器官中,在体外系统中再现了视网膜神经节的神经纤维向外延伸,与大脑目标区域相连接的过程。这一系统可以帮助人们研究胚胎发育过程中“脑-眼”相互作用,同时为视网膜疾病的发生机制探究和治疗提供强有力的工具,为无数被视网膜疾病困扰的患者带来了根治的希望。)

文章来源:

Elke Gabriel, Walid Albanna, Human brain organoids assemble functionally integrated bilateral optic vesicles. DOI: 10.1016/j.stem.2021.07.010 , Cell Stem Cell:最新IF:21.464

 

2、Science:颠覆传统认知-治愈肿瘤有了新思路

2021年9月3日,来自美国纪念斯隆凯特琳癌症中心Richard M. White和LORENZ STUDER课题组合作在《科学》杂志上发表了标题为“Developmental chromatin programs determine oncogenic competence in melanoma.”的研究论文,发现发育染色质程序决定黑色素瘤的致癌能力。

Fig 2| ATAD2在细胞癌变过程中的作用

 

使用人类多能干细胞来源的癌症模型与斑马鱼转基因的组合,他们证明 BRAFV600E 的转化能力以及其他突变取决于原始细胞中存在的内在转录程序。在这两种系统中,黑色素细胞对突变的反应较弱,而神经嵴和成黑色素细胞群都容易转化。分析表明,祖细胞具有更高的染色质修饰酶表达,例如 ATAD2,这是一种黑色素瘤能力因子,可与 SOX10 形成复合物,并允许下游致癌和神经嵴程序的表达。这些数据表明致癌能力是由发育染色质因子的调节介导的,然后允许对这些致癌基因做出适当的反应。

据悉,致癌基因仅在某些细胞环境下转化细胞,这种现象称为致癌能力。

 

评论:研究结果为癌症形成提供了一个重要的新视角,与传统观点形成鲜明对比。未来,靶向 ATAD2 基因或许有望开启治愈肿瘤的新方法。该团队为研究黑色素瘤而开发的 hPSC 技术也可能被证明在个性化癌症治疗中具有广泛的应用。)

文章来源:

Arianna Baggiolini, Scott J. Callahan et al, Developmental chromatin programs determine oncogenic competence in melanoma. Science:最新IF:41.037

 

3、Science:植物开花调控新机制:成花素

2021年9月3日,来自韩国大学Ji Hoon Ahn研究组在《科学》上 发表了题为“Florigen sequestration in cellular membranes modulates temperature-responsive flowering.”的研究论文,揭示细胞膜中的成花素隔离调节温度响应的开花过程。

他们展示了拟南芥移动成花素植物开花位点 T (FT) 与细胞膜上带负电荷的磷脂磷脂酰甘油 (PG) 相互作用并结合脂质双层。韧皮部伴细胞中PG生物合成的扰动导致对温度不敏感的早期开花。低温促进 FT 在伴随细胞的细胞膜中的隔离,从而降低可溶性 FT 水平并延迟开花。磷脂酰甘油磷酸合成酶1 中的突变体在较低温度下积累了更多的可溶性 FT,并表现出降低的温度敏感性。因此,细胞膜通过其结合磷脂 PG 的能力隔离 FT,这种隔离调节植物对温度变化的反应。

据了解,植物通过调节成花素活性来响应温度变化,以优化开花时间。

 

评论:揭示了FT与带负电荷的PG之间的相互作用关系,并发现植物细胞通过FT-PG的相互作用将FT隔离于细胞内膜内,并抑制FT向筛分子的转运以防止早花表型。此外,该研究结果还为植物调整开花进程以响应季节性温度变化的机制提供了新的研究思路。)

文章来源:

Hendry Susila, Snjeana Juri et al, Florigen sequestration in cellular membranes modulates temperature-responsive flowering. DOI:10.1126/science.abh4054, 最新IF:41.037

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