在环状脑的雪貂皮层中，神经发生性和胶质发生性的放射状胶质的分子特征及其谱系分化

摘要

人类卓越的认知能力源于进化过程中形成的大脑皮层适应性变化，这些变化促进了广泛的神经发生（即新神经元的生成）。在这项研究中，我们利用环状脑结构的雪貂模型系统地分析了皮层放射状胶质细胞（radial glia, RGs）的分子特征及其发育动态。通过对雪貂和人类大脑皮层进行单细胞RNA测序（scRNA-Seq），我们发现了调控皮层神经发生和胶质细胞生成的保守性信号通路。研究发现，与人类相似，雪貂的皮层外放射状胶质细胞（outer radial glia, oRGs）表现出增强的ERK和PKA信号通路活性。ERK与PKA通过相互作用促进oRGs的自我更新和神经发生，同时抑制胶质细胞的生成并延长神经发生期。此外，我们还观察到皮层内放射状胶质细胞的区域特异性：YAP/TAZ的激活促使室管膜区的放射状胶质细胞（ventricular zone truncated radial glia, tRGs）在中脑皮层向室管膜胶质细胞方向分化；而SHH信号通路则引导腹外侧至背侧皮层区域的tRGs分化为具有三潜能的中间前体细胞，这些细胞可进一步分化为星形胶质细胞、少突胶质细胞以及皮层来源的嗅球中间神经元。我们的研究结果支持这样一个模型：皮层神经发生、胶质细胞生成及大脑皮层的进化扩张过程是通过ERK、PKA、YAP/TAZ和SHH共同调控的信号网络来协作的。该网络依赖于这些信号通路之间的精确平衡的相互抑制机制，以确保正常的发育进程。