讲解澳洲168：：悉尼大学Tailoi Chan-Ling团队找到用于理解脊髓神经发生的新工具

在脊髓神经发生过程中，顶板的骨形态发生蛋白（BMP）的背侧分泌作用于脊髓祖细胞，以维持和调节神经管中的干细胞池。BMP途径中的信号传导始于BMP-2，4，6或7配体与II型受体（BMPRII）的结合，导致BMP I型受体的募集和磷酸化。激活的BMPRI磷酸化特定的Smads（一个转录调节因子家族），介导BMP的下游信号效应，包括神经管背中央模式期间的细胞命运。

白血病抑制因子（LIF）是另一种高度多效性信号肽，属于白介素-6细胞因子家族。所有家族成员都激活信号转导子和转录激活子3（STAT3），这是一种影响神经干细胞增殖、谱系和迁移的转录因子。与它的同源受体LIF受体/CD118结合，招募另一种受体糖蛋白130（gp130）形成异二聚体。二聚化后，受体招募并激活Janine激酶（JAK）家族成员，进而磷酸化STAT并二聚化，然后转移到靶基因受转录调控的细胞核。

BMPRII和LIF暴露的影响往往是细微差别的，不一定适合体内实验。例如，BMP受体的预先激活对LIF反应性至关重要，并通过下游形成由p300桥接的STAT3-Smad1复合物来与LIF协同作用，以诱导GFAP表达。讲解澳大利亚168澳洲168：Tailoi Chan-Ling先前对人类脊髓神经前体培养物的体外研究表明，LIF和外源性BMP4协同促进星形胶质细胞谱系发育。在发育的大鼠前脑中，LIF通过JAK/STAT途径作用于桡神经胶质细胞，以促进对神经胶质谱系的作用，而BMP2信号下调相同的神经胶质限制性前体抗原A2B5/4D4，并促进神经元限制性前前体标记物的表达。因此，BMP/LIF对分化的影响可能是前体细胞类型和CNS区域依赖性的。-悉尼大学

迄今为止，大多数研究BMPRII在神经系统发育中的作用的研究都使用了小鼠和大鼠模型，并且有充分证据表明，源自小鼠和人类模型的神经干细胞之间存在显著差异。除了中枢神经系统结构的广泛神经解剖学差异外，如果没有进一步的研究，这些发现也不能被认为适用于人类脊髓发育的研究。-悉尼大学

讲解澳大利亚168澳洲168：Tailoi Chan-Ling的研究团队在发表于《中国神经再生研究（英文版）》2024年第2期的研究通过器官型神经球的形成，更准确地反映体外早期人类神经发育过程。其假设LIF治疗可以改变神经球的细胞结构，这是由于其已知的促迁移效应和与BMP配体和受体的协同信号传导。目前，尚未见描述BMPRII在发育中的人类胎儿脊髓中定位的研究。-悉尼大学

Tailoi Chan-Ling等的研究首次在人类胎儿脊髓中分离出BMPRII+NPCs，并对其进行了定性。结果显示，LIF与高密度再聚集培养物协同作用，支持神经球的器官型重组，由表面BMPRII+ NPCs表征。实验提供的体外模型能够扩增10代以上的人类胎儿脊髓细胞数量。BMPRII在脊髓发育中的作用的研究主要依赖于小鼠和大鼠模型，通过推断得出人类发育的特性。实验中的体外模型为更好地理解神经发育途径提供了一种新的工具，包括BMP信号，以及脊髓损伤研究和药物治疗测试。-悉尼大学

文章摘要：在脊髓发育过程中，顶板分泌的骨形态发生蛋白定向了感觉神经元的命运，包括上行感觉柱的形成，尽管它们的生物学特性还不是很清楚。II型骨形态发生蛋白受体是同源受体，在胚胎发育过程中由神经前体细胞表达；然而，从胎儿脊髓中富集II型骨形态发生蛋白受体阳性神经前体细胞的体外方法并不存在。免疫荧光检测发现，II型骨形态发生蛋白受体免疫荧光表达最高的区域定位在胎龄2个月的胎儿脊髓感觉柱上。在完整的胎儿脊髓和皮质中，CD34/CD39共定位检测确定了实质和脑膜相关的II型骨形态发生蛋白受体阳性血管细胞。白血病抑制因子免疫染色确定了集中在背角和腹角神经元中的体细胞群。白血病抑制因子补充和高密度培养相结合，使培养物生长传代超过10代，同时协同增加了具有分层细胞结构的神经球的比例。这些神经球的特点是II型骨形态发生蛋白受体+/MAP2ab+/–/βIII-tubulin+/nestin–/vimentin–/GFAP–/NeuN–神经前体细胞围绕着βIII-管蛋白+/nestin+/vimentin+/GFAP+/MAP2ab-/NeuN-多能前体的异质核心。源自三潜能神经球的分离培养物含有神经元（βIII-管蛋白+）、星形细胞（GFAP+）和少突胶质细胞（O4+）谱系细胞。荧光激活细胞分选筛选的II型骨形态发生蛋白受体阳性 神经前体细胞是MAP2ab+/–/βIII-tubulin+/GFAP–/O4– 。这是首次在人类胎儿脊髓中分离出的II型骨形态发生蛋白受体阳性神经前体细胞，并对其进行了定性。结果显示，白血病抑制因子与高密度再聚集培养物协同作用，支持神经球的器官型重组，由表面II型骨形态发生蛋白受体阳性神经前体细胞表征。实验提供的体外模型能够扩增10代以上的人类胎儿脊髓细胞数量。II型骨形态发生蛋白受体在脊髓发育中的作用的研究主要依赖于小鼠和大鼠模型，通过推断得出人类发育的特性。由于小鼠生物学和人类之间的显著物种差异，包括中枢神经系统结构的解剖差异，在小鼠模型中的发现不能被认为适用于人类脊髓发育。出于这些原因，实验中的体外模型为更好地理解神经发育途径提供了一种新的工具，包括骨形态发生蛋白信号，以及脊髓损伤研究和药物治疗测试。-悉尼大学

文章来源：Weible II MW, Lovelace MD, Mundell HD, Pang TWR, Chan-Ling T (2024) BMPRII+ neural precursor cells isolated and characterized from organotypic neurospheres: an in vitro model of human fetal spinal cord development. Neural Regen Res 19(2):447-457.-悉尼大学