题目:Mesoderm specification and diversification: from single cells to emergent tissues(综述)
中胚层规格和多样化:从单细胞到新兴组织
目的:
了解中胚层的形成过程和功能,积累一些中胚层阶段特异表达的基因,以及一些特异上下调的通路,便于后期转录组测序后对该阶段的鉴定。
内容: 2019 8月30日发表,阐述中胚层的形成与发育轨迹,并且结合前人单细胞测序的结果分析中胚层形成过程中重要的基因和通路变化。
结论与收获:
- 三个胚层 - 中胚层,内胚层和外胚层 - 构成了胚胎发育过程中将形成的组织和器官的细胞蓝图,在原肠胚形成时指定。中胚层起源的细胞在人体中最丰富,代表了各种各样的细胞类型,包括肌肉骨骼系统(骨骼,软骨和肌肉),心血管系统(心脏,血液和血管),以及遍布我们全身的结缔组织。
- 肾脏、心脏和轴骨骼等关键中胚层器官的发育需要中胚层祖细胞的成熟,这些祖细胞在原肠胚形成的初始阶段被指定为不同的中胚层谱系(胚外、外侧、中间、轴旁和脊索中胚层).在小鼠中,从胚胎E6.25开始,中胚层来自一组多能上胚层细胞,这些细胞不断从称为原始条纹(PS)的瞬态和动态区域中出现。细胞在逐渐通过PS进入时失去多能性并获得不同的中胚层谱系身份,同时进行EMT,同时在内脏(胚胎外)内胚层和外胚层之间的空间中扩散到胚胎上。
- 上皮细胞-间充质转化(epithelial–mesenchymal transition,EMT)。原条(primitive streak, PS)。
- 移植实验表明,中胚层祖细胞是可塑的,在到达最终目的地时会提交。随着时间的推移,分化潜力受到限制,并伴随模式化事件导致沿AP轴的刻板定位和器官的出现。通过整合信号线索(BMP,TGFβ和WNT)逐渐限制细胞命运,这些信号线索在PS上收敛,并赋予在不同位置和时间获取特定身份至关重要的空间信息。
- 胚胎外中胚层将形成内脏卵黄囊的中胚层成分;它将产生羊膜、绒毛膜和尿囊,并通过母亲和胎儿之间的脐带连接建立呼吸和营养支持。
- 胎外中胚层产生原始的脉管系统和红细胞。原始红细胞以两波连续的祖细胞出现。
- 早期骨髓祖细胞可以产生脑小胶质细胞,并在器官发生开始之前存在于胚胎中。
- 分析揭示了两个推定的轨迹:在E7.5时,第一波祖细胞仅产生胚胎原始红系,然后在E8.25时,第二波祖细胞产生内皮和红系祖细胞,用于确定性红细胞生成。
- Mesp1是一种中胚层特异性的碱性HLH转录因子,通过PS表达,对于心脏中胚层的发展和轴旁中胚层的上皮化至关重要。
- 其中副轴中胚层被分割成成对的体细胞,特别是其振荡表达在AP轴上建立周期性的基因。使用Fgf8表达作为后置占层中胚层的位置标志。
- 该列表包括几个著名的体分裂调节因子,包括Hes5,Lfn,Dll1,但也确定了新的振荡基因,如Recited1。后者先前被描述为肾脏上皮分化的负调节剂,突出了这种转录共激活剂在维持体质内部间充质性质中的可能作用。