Murine Numb regulates granule cell maturation in the cerebellumDev. Biol. 4 Dec (2003) | |
|
(Рис.2.) | F-actin staining reveals the apical invagination of cortex in the double mutant.
Arrows in (B), (C) and (D) shows the bounder between the mutant region and the relatively normal region in the cortex. (B) shows the undulating cortex. (C), (D), (E) and (F) show the cellular rosettes highlighted by the F-actin staining. (Рис.3.) | Loss of numb and numblike disrupts the integrity of cortical epithelium. Ncadherin (A-F) and b-catenin (G-L) immunofluorescene stained on E12.5 paraffin embedded sections countered with PI. Both Ncad and b-catenin stained the smooth apical face (arrows) of cortical epithelium (A-E; and G-K) in the wild type. In contrast, the apical face (arrows) was undulating and invaginated, highlighted by Ncad (B-F) and b-catenin (H-L) staining in the double mutant. Arrow in (B) points to the shedding tissue. (Рис.4.) | Increased Abundance of Neural Progenitors/Radial Glial Cells Relative to Neurons in the Mutant. Double immunofluorescence staining of a radial glia marker-RC2 and a neuron marker -Tuj1 of floating coronal sections of E12.5 and E16.5 brain. (A), (B), (C), (J), (K) and (L) are wild type. (D), (E) and (F) are the dorsal cortex of E12.5 mutant. (G), (H) and (I) are the lateral cortex of E12.5 mutant. (M), (N) and (O) are the dorsal cortex of E16.5 mutant. Arrows in (F), (I) and (O) point to Tuj1 positive neurons. NE: neuroepithelium; VZ: ventricular zone. (Рис.5.) | Quantification of Neuronal Number in the Brain. Immunofluorescence staining of neuronal nuclear marker NeuN of paraffin embedded coronal sections (10 mm) of E14.5 brain co-labeled with PI. There are more NeuN positive cells in wild type (A, C and E) than the mutant (B and F). Arrow in (B) points to NeuN positive neuron. Arrow in (F) points to neurogenic rosettes. (G) shows the graph for quantification of neurons. CP: cortical plate; VZ: ventricular zone. |  (Рис.1.) | (Рисунки из статьи Li с соавт.) Emx1IREScre Mediated Recombination LacZ staining shows Emx1cre mediated recombination initiates in the medial dorsal forebrain at E10.5 (A and C) and extends to entire forebrain at E11.5 (B and D). (A) and (B) show the lateral view; (D) and (D) from the front view. Arrow in (A) and white arrow in (C) point to the initiation sites. Dotted line in (C) shows the border between the dorsal region showing the drastic morphological changes and the lateral region showing the moderate changes. Detailed characterization was reported previously (Gorski et al., 2002). ba: branchial arch; fb: forebrain; fl: forelimb; hl: hindlimb; mb: midbrain.
Numb – важный регулятор асимметричного клеточного деления и клеточной детерминации, рассматривался в разных аспектах при развитии нервной системы млекопитающих. Однако традиционный подход, включающий элиминацию гена для исследования его функциональной роли, оказался не информативным в случае гена Numb, т.к. нокаутные мыши погибали на ранних стадиях эмбриогенеза. Двум группам исследователей удалось разрешить эту проблему путем создания конвенционных Numb-нокаутных мышей, у которых экспрессия была избирательно устранена в ограниченной области нервной трубки.
Klein с соавт.удалили Numb ген в нейроэпителиальных клетках на границе среднего и заднего мозга, используя Cre-lox систему. Точнее, они скрещивали мышей, у которых Numb был фланкирован loxP последовательностями, с мышами, у которых Cre рекомбиназа (Cre recombinase) – фермент, необходимый для рекомбинации loxP сайтов – находилась под транскрипционным контролем engrailed-2 промотора, который храктерен для пограничной области между средним и задним мозгом. После рекомбинации Numb отсутствовал только в клетках, где был активен engrailed-2.
Авторы сфокусировали внимание на развитии мозжечка, происхождение которого связано с пограничной областью между средним и задним мозгом. Было обнаружено, что отсутствие Numb у мутантных мышей ведет к задержке созревания митотических предшественников в гранулярные клетки и к последующей задержке миграции этих клеток в гранулярный клеточный слой, но не оказывает никакого эффекта на пролиферацию предшественников. Кроме того, элиминация Numb приводила к задержке созревания и формирования слоя клеток Пуркинье, что может быть следствием как аномального развития гранулярных клеток, так и следствием отсутствия самого Numb.
В конечном итоге такой дефект приводил к макроскопическим дефектам мозжечка – аномальному строению и уменьшенным размерам.
Во втором исследовании Li с соавт. использовали аналогичную систему для создания конвенционных нокаутных мышей, но они сфокусировали внимание на дорсальной части переднего мозга, используя промотор Emx1. Авторов также интересовали возможности снижения функций Numb и его гомолога Numblike. Поэтому они создали мышей-нокаутов с Numblike-null бэкграундом. Кроме того, использование Emx1 промотора, который активен начиная с 9.5 дня эмбрионального развития (Е9.5) позволило им изучить роль Numb при второй волне кортикального нейрогенеза, которая происходит на Е12.5. Авторы обнаружили повышенную пролиферацию и апоптоз предшественников нейронов у двойных мутантов. Фенотипы этих животных характеризовались снижением дифференцировки этих предшественников в нейроны и аномалиями морфогенеза коры.
Несмотря на различия в генетическом бэкграунде между животными, использованными в этих работах, была установлена критическая роль Numb в дифференцировке митотических предшественников в зрелые нейроны в двух регионах мозга. Однако механизмы, лежащие в основе такой задержки могут быт разными. Об этом свидетельствует разный эффект мутации на пролиферацию предшественников в коре и мозжечке. Принимая во внимание большое число потенциально связанных партнеров, описанных для Numb, вероятно существуют сигнальные механизмы, опосредующие его действие, но их распутывание является сложной экспериментальной задачей. См. также: Jan, Y. -N & Jan, L. Y. Asymmetric cell division in the Drosophila nervous system. Nature Rev. Neurosci. 2, 772–779 (2001)
|
){kind=link}
){kind=link}
){kind=link}
){kind=link}