Cơ sở dữ liệu transcriptome cho tế bào thần kinh đệm, tế bào thần kinh và tế bào oligodendrocyte: Tài nguyên mới để hiểu biết về sự phát triển và chức năng của não

Journal of Neuroscience - Tập 28 Số 1 - Trang 264-278 - 2008
John D. Cahoy1, Ben Emery1, Amit Kaushal1, Lynette C. Foo1, Jennifer L. Zamanian1, Karen S. Christopherson1, Yi Xing2, Jane L. Lubischer3, Paul A. Krieg4, Sergey A. Krupenko5, Wesley J. Thompson6, Ben A. Barres1
1Stanford University
2University of Iowa
3North Carolina State University ,
4University of Arizona
5Medical University of South Carolina
6University of Texas at Austin#TAB#

Tóm tắt

Việc hiểu biết về các tương tác giữa tế bào điều khiển sự phát triển và chức năng của hệ thần kinh trung ương (CNS) từ lâu đã bị giới hạn bởi việc thiếu các phương pháp tách biệt sạch sẽ các loại tế bào thần kinh. Ở đây, chúng tôi mô tả các phương pháp để tách rời và tinh chế có triển vọng các tế bào thần kinh đệm, tế bào thần kinh và tế bào oligodendrocyte từ não trước phát triển và trưởng thành của chuột. Chúng tôi đã sử dụng FACS (phân loại tế bào hoạt động bằng huỳnh quang) để tách rời các tế bào thần kinh đệm từ chuột chuyển gen biểu hiện protein huỳnh quang xanh lá cây tăng cường (EGFP) dưới sự điều khiển của một trình điều khiển S100β. Bằng cách sử dụng Affymetrix GeneChip Arrays, chúng tôi đã tạo ra một cơ sở dữ liệu transcriptome về mức độ biểu hiện của hơn 20,000 gen bằng cách lập hồ sơ gen cho ba loại tế bào thần kinh chính của CNS ở các độ tuổi sau sinh khác nhau từ ngày sau sinh thứ nhất (P1) đến P30. Cơ sở dữ liệu này cung cấp một đặc điểm và so sánh toàn cầu chi tiết về các gen được biểu hiện bởi các tế bào thần kinh đệm, tế bào thần kinh và tế bào oligodendrocyte đã được tách rời một cách cấp tính. Chúng tôi phát hiện rằng Aldh1L1 là một dấu ấn kháng nguyên đặc hiệu cao cho các tế bào thần kinh đệm với kiểu hình biểu hiện tế bào thần kinh đệm rộng hơn đáng kể so với dấu ấn tế bào thần kinh đệm truyền thống GFAP. Các tế bào thần kinh đệm được làm giàu trong các con đường chuyển hóa và tổng hợp lipid cụ thể, cũng như các con đường phagocytic draper/Megf10 và Mertk/integrin αvβ5 cho thấy rằng các tế bào thần kinh đệm là những thực bào chuyên nghiệp. Những phát hiện của chúng tôi đặt ra câu hỏi về khái niệm về một lớp tế bào “tế bào đệm” khi mà hồ sơ gen của các tế bào thần kinh đệm và tế bào oligodendrocyte không tương đồng với nhau như chúng là với các tế bào thần kinh. Cơ sở dữ liệu transcriptome này của các tế bào thần kinh đệm, tế bào thần kinh và tế bào oligodendrocyte đã được tách rời và tinh chế cung cấp một tài nguyên cho cộng đồng thần kinh học bằng cách cung cấp các dấu ấn cụ thể cho loại tế bào tốt hơn và hiểu rõ hơn về sự phát triển, chức năng và bệnh lý thần kinh.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1002/cne.21179

10.1016/j.neuron.2004.12.036

10.1016/j.neuron.2006.04.027

10.1073/pnas.0402140101

10.1016/0092-8674(92)90531-G

10.1016/j.neuron.2004.10.026

10.2353/ajpath.2007.060664

Boor, 2005, MLC1: a novel protein in distal astroglial processes, J Neuropathol Exp Neurol, 64, 412, 10.1093/jnen/64.5.412

Bushong, 2002, Protoplasmic astrocytes in CA1 stratum radiatum occupy separate anatomical domains, J Neurosci, 22, 183, 10.1523/JNEUROSCI.22-01-00183.2002

10.1016/j.ijdevneu.2003.12.008

10.1093/neuonc/2.3.174

10.1016/j.cell.2004.12.020

Cook, 1991, Isolation and characterization of cDNA clones for rat liver 10-formyltetrahydrofolate dehydrogenase, J Biol Chem, 266, 4965, 10.1016/S0021-9258(19)67743-4

10.1126/science.8346443

10.1158/0008-5472.CAN-06-1215

10.1016/S0092-8674(00)80783-7

10.1523/JNEUROSCI.2572-06.2006

10.1167/iovs.02-0438

10.1074/jbc.M107876200

Finnemann, 2006, MerTK activation during RPE phagocytosis in vivo requires alphaVbeta5 integrin, Adv Exp Med Biol, 572, 499, 10.1007/0-387-32442-9_69

10.1042/BJ20031062

10.1016/S0896-6273(03)00289-7

10.1186/gb-2004-5-10-r80

10.1074/jbc.M003083200

10.1007/s10048-003-0158-8

Hall, 1996, Spinal cord oligodendrocytes develop from ventrally derived progenitor cells that express PDGF alpha-receptors, Development, 122, 4085, 10.1242/dev.122.12.4085

10.1038/nn0504-483

10.1016/j.neuint.2003.08.016

10.1093/nar/gkj102

Krueger, 1995, Evidence for large-scale astrocyte death in the developing cerebellum, J Neurosci, 15, 3366, 10.1523/JNEUROSCI.15-05-03366.1995

Krupenko, 2002, 10-formyltetrahydrofolate dehydrogenase, one of the major folate enzymes, is down-regulated in tumor tissues and possesses suppressor effects on cancer cells, Cell Growth Differ, 13, 227

10.1128/MCB.21.4.1285-1296.2001

10.1038/nature05453

Li C Wong WH (2001) Model-based analysis of oligonucleotide arrays: model validation, design issues and standard error application. Genome Biol 2:research0032.1–0032.11.

10.1016/j.cell.2007.03.054

10.1016/S0378-1119(99)00364-9

10.1038/nn1654

10.1002/cne.901650206

10.1016/j.neuron.2006.04.028

10.1242/jeb.02208

10.1083/jcb.85.3.890

10.1186/1471-213X-5-14

10.1177/08830738050200040501

10.1038/nature04139

10.1083/jcb.200412115

10.1073/pnas.0704756104

10.1016/S0006-8993(97)00528-3

10.1523/JNEUROSCI.2246-06.2006

10.1242/dev.01567

10.1073/pnas.0506713102

10.1126/science.1072530

Roldan, 1997, Glucocorticoid regulation of in vitro astrocyte phagocytosis, Biocell, 21, 83

10.1038/nrc796

10.1016/j.neuron.2006.01.033

Segal MM Baughman RW Jones KA Huettner JE (1998) in Culturing nerve cells, Mass cultures and microislands of neurons from postnatal rat brain, eds Banker G Goslin K (MIT, Cambridge, MA), Ed 2, pp 309–338.

10.1002/(SICI)1098-1136(199609)18:1<39::AID-GLIA4>3.0.CO;2-Z

10.1038/nn1192

10.1002/cne.901780407

10.1038/nn1618

10.1016/S0896-6273(01)00179-9

10.1073/pnas.091062498

10.1523/JNEUROSCI.4488-06.2007

10.1002/(SICI)1098-2264(200001)27:1<1::AID-GCC1>3.0.CO;2-6

10.1038/nm838

10.1371/journal.pone.0000088

10.1074/jbc.M607180200

10.1016/S0070-2153(04)63004-3

10.1523/JNEUROSCI.3934-04.2004

Thông tin
Thông tin xuất bản

Journal of Neuroscience

Tập 28 Số 1

264-278

Thông tin tác giả