view in publisher's site

Musashi‐2 and related stem cell proteins in the mouse suprachiasmatic nucleus and their potential role in circadian rhythms

Highlights•Stem cell proteins MSI2 and OCT4 are expressed in SCN neurons and glial cells.•Cytoskeletal components SOX2, GFAP, vimentin, and nestin are co-expressed in SCN.•SCN astrocytes may promote the stem-like state through Notch and MSI2 signaling.•Circadian rhythms continue while SCN stem-like cells proliferate in vitro.•MSI2 and similar RNA-binding proteins may regulate stem-like circadian clocks cells.AbstractBackgroundThe suprachiasmatic nucleus (SCN) of the mammalian hypothalamus contains the master circadian clock of the body and an unusually large number of cells expressing stem cell-related proteins. These seemingly undifferentiated cells may serve in entrainment of the SCN circadian clock to light cycles or allow it to undergo neural plasticity important for modifying its rhythmic output signals. These cells may also proliferate and differentiate into neurons or glia in response to episodic stimuli or developmental events requiring alterations in the SCN’s control of physiology and behavior.ProblemTo characterize expression of stem cell related proteins in the SCN and the effects of stem-like cells on circadian rhythms.MethodsExplant cultures of mouse SCN were maintained in medium designed to promote survival and growth of stem cells but not neuronal cells. Several stem cell marker proteins including SRY-box containing gene 2 (SOX2), nestin, vimentin, octamer-binding protein 4 (OCT4), and Musashi RNA-binding protein 2 (MSI2) were identified by immunocytochemistry in histological sections from adult mouse SCN and in cultures of microdissected SCN. A bioinformatics analysis located potential SCN targets of MSI2 and related RNA-binding proteins.ResultsCells expressing stem cell markers proliferated in culture. Immunostained brain sections and bioinformatics supported the view that MSI2 regulates immature properties of SCN neurons, potentially providing flexibility in SCN neural circuits. Explant cultures had ongoing mitotic activity, indicated by proliferating-cell nuclear antigen, and extensive cell loss shown by propidium iodide staining. Cells positive for vasoactive intestinal polypeptide (VIP) that are highly enriched in the SCN were diminished in explant cultures. Despite neuronal cell loss, tissue remained viable for over 7 weeks in culture, as shown by bioluminescence imaging of explants prepared from SCN of Per1::luc transgenic mice. The circadian rhythm in SCN gene expression persisted in brain slice cultures in stem cell medium. Prominent, widespread expression of RNA-binding protein MSI2 supported the importance of posttranscriptional regulation in SCN functions and provided further evidence of stem-like cells.ConclusionThe results show that the SCN retains properties of immature neurons and these properties persist in culture conditions suitable for stem cells, where the SCN stem-like cells also proliferate. These properties may allow adaptive circadian rhythm adjustments. Further exploration should examine stem-like cells of the SCN in vivo, how they may affect circadian rhythms, and whether MSI2 serves as a master regulator of SCN stem-like properties.

پروتئین‌های سلول بنیادی Musashi - ۲ و مرتبط با آن در هسته suprachiasmatic موش و نقش احتمالی آن‌ها در ریتم‌های شبانه‌روزی

کاره‌ای مهم: پروتئین‌های سلول بنیادی MSI۲ و oct۴ در نورون‌های SCN و سلول‌های گلیا بیان می‌شوند. مولفه‌های cytoskeletal، GFAP، vimentin، ویمنتین و nestin در SCN بیان می‌شوند. آستروسیت ها ممکن است از طریق سیگنال دهی Notch و MSI۲ وضعیت سلول‌های بنیادی را افزایش دهند. در حالی که سلول‌های بنیادی جنینی در شرایط آزمایشگاهی تکثیر می‌شوند، ریتم‌های circadian همچنان ادامه دارد. پروتئین‌های متصل شونده و RNA مشابه ممکن است تنظیم کنند - مانند ساعت circadian cells.Abst ractBackgroundThe suprachiasmatic nucleus (hypothalamus mammalian mammalian contains contains the))master clock clock clock the the of of of and and an unusually of of of of expressing expressing - -. این سلول‌ها به ظاهر تمایز نیافته ممکن است در پیوستگی از ساعت circadian SCN به چرخه‌های نور عمل کنند یا به آن اجازه دهند که تحت plasticity عصبی مهم برای تغییر سیگنال خروجی rhythmic قرار گیرند. این سلول‌ها ممکن است تکثیر و تمایز به نورون‌ها یا glia ها در پاسخ به محرک‌های episodic یا رویداده‌ای رشدی که نیاز به تغییر در کنترل فیزیولوژیکی و رشد سلول‌های بنیادی جنینی داشته باشند، در محیط کشت داده شدند تا بقا و رشد سلول‌های بنیادی و سلول‌های عصبی را افزایش دهند. چندین پروتئین نشانگر سلول بنیادی از جمله SRY - box حاوی ژن ۲ (sox۲)، nestin، ویمنتین، octamer - binding ۴ (oct۴)، و Musashi RNA - binding ۲ ۲ (MSI۲)با روش ایمونوسیتوشیمی در برش‌های بافتی از SCN موش بالغ و در فرهنگ‌های of SCN شناسایی شدند. تجزیه و تحلیل بیوانفورماتیک اهداف SCN بالقوه of و اتصال RNA - binding مرتبط با پیوند را بیان می‌کند و مارکرهای سلول بنیادی را در فرهنگ بیان می‌کند. بخش‌های مختلف مغز و بیوانفورماتیک از این دیدگاه حمایت می‌کنند که MSI۲ خواص immature نورون‌های SCN را تنظیم می‌کند و به طور بالقوه انعطاف‌پذیری در مدارهای نورونی SCN را فراهم می‌کند. کشت‌های explant فعالیت می‌توزی را ادامه دادند، با وجود آنتی‌ژن هسته‌ای سلول در حال تکثیر، و از دست دادن سلول وسیع بارنگ آمیزی یدید پروپیدیوم یدید نشان داده شد. سلول‌ها برای vasoactive پلی پپتیدی روده (اشخاص مهم)که بسیار غنی از the هستند در فرهنگ‌های ریزنمونه کاهش‌یافته اند. با وجود فقدان سلول عصبی، بافت به مدت بیش از ۷ هفته در محیط کشت باقی ماند، همانطور که با تصویربرداری bioluminescence از ریزنمونه های تهیه‌شده از SCN of (Per۱:::)ایجاد شد. ریتم شبانه‌روزی در بیان ژن SCN در فرهنگ‌های برش مغز در محیط کشت سلول ثابت ماند. برجستگی برجسته، بیان گسترده پروتیین اتصال RNA از اهمیت تنظیم posttranscriptional در توابع SCN حمایت کرده و شواهد بیشتری از نتایج ساقه مانند نشان می‌دهد که این خواص در شرایط کشت مناسب برای سلول‌های بنیادی، جایی که سلول‌های بنیادی SCN تکثیر می‌شوند، باقی می‌ماند. این ویژگی‌ها ممکن است به تنظیمات ولتاژ circadian تطبیقی اجازه دهند. کاوش بیشتر باید سلول‌های بنیادی of in vivo را بررسی کند، که چگونه آن‌ها ممکن است بر روی ریتم شبانه‌روزی تاثیر بگذارند و این که آیا MSI۲ به عنوان تنظیم‌کننده اصلی ویژگی‌های بنیادی SCN عمل می‌کند یا خیر.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Developmental Neuroscience
  • ترجمه مقاله Developmental Neuroscience
  • مقاله علوم عصبی رشد
  • ترجمه مقاله علوم عصبی رشد
  • مقاله Developmental Biology
  • ترجمه مقاله Developmental Biology
  • مقاله زیست‌شناسی رشد
  • ترجمه مقاله زیست‌شناسی رشد
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.