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探索圣犹达对大脑发育过程中神经细胞生命或死亡的研究。
当受精卵开始分裂并发育成胚胎时，人们很容易把注意力集中在生长和新生命的概念上。然而，在发展方面，生活只是等式的一面。细胞死亡在组织，尤其是大脑的发育过程中也起着重要作用。
圣犹达的研究人员正试图更好地了解细胞死亡在神经发育中的作用。手指和脚趾的发育方式是细胞死亡在发育生物学中重要性的一个经典例子。
圣犹达发育神经生物学系Jamy Peng博士实验室的博士后研究员Yurika Matsui博士说:“我们的肢体手指，比如手指和脚趾，是通过积极地经历细胞死亡来形成适当的结构的。”
你可以把这种现象想象成雕塑家凿掉多余的石头，露出里面的形状:我们的手指、脚趾和身体的大多数其他部位都是在发育早期对生死的精确控制下形成的。Matsui和Peng想知道更多关于细胞死亡在大脑形成中的作用。
神经祖细胞命运的不确定性
大脑的形成过程控制得非常好。这个过程是由神经祖细胞(NPCs )驱动的，这是大脑的基础，以及它们完美定时的分裂、死亡和分化。虽然多能干细胞可以发育成许多成体细胞，但NPCs略有不同，因为它们只能发育成神经细胞。它们的发育和分化依赖于Polycomb suppression complex 2 (PRC2)。这种蛋白质复合物维持着遗传程序，指导细胞生长成构成大脑的组织。“PRC2很重要，因为它的突变和功能障碍会导致多种儿科癌症类型，”Peng解释说。
但是当NPCs在大脑发育早期死亡时会发生什么呢?“我们在发育领域并不真正知道这些细胞死亡的分子机制，”Matsui解释说。
该研究最近发表在《Nature Communications》杂志上，通讯作者Peng和第一作者Matsui发现了调节NPCs 死亡和生存以确保大脑正确形状、大小和形成的罪魁祸首。
通过调查动机来找到嫌疑人
知道负责细胞命运的通路受到严格调控后，Peng开始更仔细地研究PRC2。“为了了解PRC2对细胞分化的基本调控，我们采用了蛋白质组学方法，”Peng解释说。这种方法是为了查明正在发生的任何蛋白质相互作用。“我们发现一种叫做Smad核相互作用蛋白1 (SNIP1)的蛋白质是NPCs中PRC2的粘合剂，”Peng继续说道。
SNIP1是调节细胞发育和生长的一长串蛋白质的一部分，但它促进细胞分裂的能力也意味着它可以调节肿瘤的生长。此外，SNIP1的突变已被证明可导致神经发育障碍和癫痫。
他们与圣犹达应用生物信息学中心的Beisi Xu博士合作，利用早期大脑发育的小鼠模型研究了SNIP1在NPCs中的重要性。他们发现，SNIP1和PRC2像跷跷板的两端一样共同调节细胞的存活和死亡。Matsui解释说:“我们发现，PRC2和SNIP1共同积极或消极地调节基因表达，以促进细胞死亡、神经分化和npc的自我更新。SNIP1和PRC2本质上起着调节系统的作用，以防止细胞死亡，”Peng补充说。
Peng、Matsui和Xu现在正在研究如何在这一发现的基础上进一步发展。值得注意的是SNIP1在其他细胞中所起的作用。“SNIP1还有其他分子作用，如RNA加工和支持癌基因活动，”Matsui说。“我想看看这些其他角色是否合作产生了我们在snip1缺失细胞中看到的表型。”
Peng补充说:“我认为这种特殊的蛋白质对未来有影响力的发现是非常有希望的。”
