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神经嵴感应的能力由 Yap 的静水压力控制

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2024/12/11 16:38:19

胚胎诱导是发育中的一个关键机制,对应于信号传导和响应组织之间的相互作用,导致响应组织分化方向的改变。在识别感应信号方面已经取得了相当大的进展,但组织如何控制对这些信号的反应(称为能力)仍然知之甚少。虽然分子信号在能力中的作用已经被研究,但组织力学如何影响能力仍有待探索。在这里,我们研究静水压在控制神经嵴细胞(一种胚胎细胞群)能力中的作用。我们发现,神经嵴能力随着囊胚腔(与预期神经嵴接触的胚胎腔)静水压的增加而降低。通过操纵体内静水压,我们发现这种增加会导致 Yap 信号传导受到抑制,并损害响应组织中的 Wnt 激活,而 Wnt 激活是神经嵴诱导所必需的。我们进一步表明,静水压力控制两栖动物和小鼠胚胎以及人类细胞中的神经嵴诱导,这表明脊椎动物之间存在保守机制。我们的工作阐明了组织力学如何与信号通路相互作用来调节胚胎能力。表明脊椎动物之间存在保守机制。我们的工作阐明了组织力学如何与信号通路相互作用来调节胚胎能力。表明脊椎动物之间存在保守机制。我们的工作阐明了组织力学如何与信号通路相互作用来调节胚胎能力。


这篇文章的核心内容是关于胚胎发育中神经嵴细胞诱导能力的研究,特别关注了静水压力如何通过Yap信号通路控制神经嵴细胞的诱导能力。以下是文章的主要发现和结论:

  1. 神经嵴细胞诱导能力(competence):神经嵴细胞是一种胚胎细胞群体,其诱导能力指的是对信号响应组织发出的诱导信号的响应能力。这种能力不仅决定了胚胎诱导过程中形成的细胞类型,还决定了诱导组织的规模和响应特定信号的时间。

  2. 静水压力的作用:研究发现,神经嵴细胞的诱导能力随着胚胎囊腔(blastocoel)内静水压力的增加而降低。通过在体内操纵静水压力,研究者发现压力的增加导致Yap信号通路的抑制,并损害了响应组织中Wnt信号的激活,这是神经嵴诱导所必需的。

  3. 跨物种的保守机制:研究显示,静水压力对神经嵴诱导的控制作用在两栖动物、小鼠胚胎和人类细胞中都存在,表明这是一种在脊椎动物中保守的机制。

  4. Yap作为机械传感器:Yap是一种机械转导因子,其活性受到静水压力的调控。Yap在调节Wnt信号通路中起作用,而Wnt信号通路是已知的神经嵴诱导因子。

  5. Wnt信号通路的调节:研究表明,静水压力可以通过调节Wnt信号通路在响应的外胚层中的活性来控制神经嵴的形成。

  6. 实验方法:研究使用了多种实验方法,包括在不同发育阶段的胚胎中操纵静水压力、分析神经嵴标记物的表达、使用Wnt信号传感器、以及通过Yap形态抑制和激活实验来研究其在神经嵴形成中的作用。

  7. 结论:这项工作揭示了组织力学如何与信号通路相互作用以调节胚胎诱导能力,为理解正常发育过程以及再生医学和发育障碍的新协议提供了新的见解。

这篇文章提供了对胚胎发育中细胞诱导能力调控机制的深入理解,并可能对再生医学和发育生物学的未来发展产生重要影响。


图 1:神经嵴能力的丧失与静水压的增加相关。

图 2:神经嵴感应的丧失是由静水压的增加引起的。

图 3:静水压控制神经嵴能力。

图 4:静水压力调节 Yap 活动。

图 5:静水压力控制 Yap 定位。
图 6:静水压介导的核 Yap 控制 Wnt 活性。
图 7:核 Yap 和 β-连环蛋白扩展神经嵴能力。



 



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