DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-025-09592-w
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41193841
تاريخ النشر: 2025-11-05
المؤلف: Emily K. Corrigan وآخرون
الموضوع الرئيسي: آليات تكوين الأعصاب والمرونة العصبية
طرق
تحدد قسم الطرق بروتوكولات التجارب الحيوانية المستخدمة في هذه الدراسة، والتي تمت الموافقة عليها جميعًا من قبل لجان رعاية واستخدام الحيوانات المؤسسية (IACUC) المعنية. كان النموذج الأساسي المستخدم هو خط الفئران Nkx2-1-Cre;Ai14، الذي تم إنشاؤه عن طريق تزاوج سلالات فئران محددة، مع جمع الأجنة في مراحل تطور مختلفة (E15، E17، E18) لتحليل فلورية tdTomato. بالإضافة إلى ذلك، تم استخدام فئران Long Evans المستنبطة، مع جمع الأجنة في E18 للتسلسل.
علاوة على ذلك، شملت الدراسة عينات من الخنازير، والجرذان، وطيور السكر، والفرتات، والأرانب، تم الحصول عليها ومعالجتها وفقًا للوائح رفاهية الحيوانات ذات الصلة والإرشادات المؤسسية. على سبيل المثال، تم جمع عينات الخنازير من جامعة كاليفورنيا، ديفيس، بينما تم الحصول على عينات الجرذان وطيور السكر من مستعمرات التربية في UCLA وجامعة برينستون، على التوالي. كما تفصل الطرق إجراءات القتل الرحيم وظروف الإيواء لكل نوع، مما يضمن الالتزام بالمعايير الأخلاقية طوال البحث.
نقاش
في هذه الدراسة، استكشف المؤلفون الحفاظ على فئات الخلايا العصبية المثبطة وتطورها، مع التركيز بشكل خاص على الخلايا العصبية الداخلية TAC3 في العقدة القاعدية عبر الثدييات المشيمية المختلفة. باستخدام تسلسل RNA أحادي الخلية (scRNA-seq) على الثدييات النامية Eutheria وMarsupialia، حددوا فئات أولية محفوظة من الخلايا العصبية المثبطة، كاشفين عن تشابهات كبيرة في أنواع الخلايا على الرغم من التعديلات الخاصة بالأنواع. ومن الجدير بالذكر أن فئة MGE_CRABP1/TAC3، التي كان يُعتقد سابقًا أنها حصرية للرئيسيات، وُجدت في ثدييات أخرى، بما في ذلك الخنازير والفرتات، مما يشير إلى وجود تطوري أوسع. سلطت الدراسة الضوء على أنه بينما كانت الفئات الأولية محفوظة، كانت هناك تغييرات محددة في السلالة في تعبير الجينات، مثل فقدان TAC3 في القوارض، حيث تم استبداله بتعبير TH، مما يشير إلى تحول في الأدوار الوظيفية.
تؤكد النتائج على أهمية فهم هذه الفئات المحفوظة وتعديلاتهم في سياق تطور دماغ الثدييات. يقترح المؤلفون أن التغييرات التطورية الملحوظة في تجمعات TAC3 وأنماط تعبير الجينات الخاصة بهم قد توفر رؤى حول الديناميات الوظيفية للخلايا العصبية الداخلية عبر الأنواع. يتم تشجيع الأبحاث المستقبلية للتحقيق في آثار هذه التغييرات المحددة في السلالة على وظيفة الدوائر العصبية، مما يعزز فهمنا لمسار التطور لهياكل دماغ الثدييات.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-025-09592-w
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41193841
Publication Date: 2025-11-05
Author(s): Emily K. Corrigan et al.
Primary Topic: Neurogenesis and neuroplasticity mechanisms
Methods
The methods section outlines the animal experimental protocols employed in this study, all of which were approved by the respective Institutional Animal Care and Use Committees (IACUC). The primary model utilized was the Nkx2-1-Cre;Ai14 mouse line, generated by crossing specific mouse strains, with embryos harvested at various developmental stages (E15, E17, E18) for analysis of tdTomato fluorescence. Additionally, Long Evans outbred rats were used, with embryos collected at E18 for sequencing.
Further, the study included samples from pigs, opossums, sugar gliders, ferrets, and rabbits, each sourced and processed in compliance with relevant animal welfare regulations and institutional guidelines. For instance, pig samples were collected from the University of California, Davis, while opossum and sugar glider samples were obtained from breeding colonies at UCLA and Princeton University, respectively. The methods also detail the euthanasia procedures and housing conditions for each species, ensuring adherence to ethical standards throughout the research.
Discussion
In this study, the authors explored the conservation and evolution of inhibitory neuron classes, particularly focusing on TAC3 striatal interneurons across various placental mammals. Utilizing single-cell RNA sequencing (scRNA-seq) on developing Eutheria and Marsupialia, they identified conserved initial classes of inhibitory neurons, revealing significant homologies in cell types despite species-specific modifications. Notably, the MGE_CRABP1/TAC3 class, previously thought to be exclusive to primates, was found in other mammals, including pigs and ferrets, indicating a broader evolutionary presence. The study highlighted that while the initial classes were conserved, there were lineage-specific alterations in gene expression, such as the loss of TAC3 in rodents, where it was replaced by TH expression, suggesting a shift in functional roles.
The findings underscore the importance of understanding these conserved classes and their modifications in the context of mammalian brain evolution. The authors propose that the evolutionary changes observed in TAC3 populations and their gene expression patterns could provide insights into the functional dynamics of striatal interneurons across species. Future research is encouraged to investigate the implications of these lineage-specific changes on neural circuit functionality, thereby enhancing our comprehension of the evolutionary trajectory of mammalian brain structures.