当胚胎生长和发育时，它们在形成器官时需要正确的细胞类型出现于内部的正确位置。这一点在脊髓形成中是特别重要的，这是因为在脊髓中，不同的神经细胞类型必需准确地定位，这样神经回路能够合适地组装起来，从而控制肌肉运动。但是在此之前，神经细胞在脊髓中组装的机制仍然并未得到很好的理解。
图片来自Anna Kicheva
在一项新的研究中，来自英国弗朗西斯-克里克研究所、奥地利科学技术学院和瑞士洛桑联邦理工学院的研究人员报道，在正在发育的小鼠胚胎内，注定要变成神经细胞的神经祖细胞（neural progenitor cell, NPC）利用两种不同的从脊髓相对的侧边（腹侧和背侧）进行扩散的形态发生素（morphogen）信号准确地测定它们的位置。基于此，它们转化为正确的神经细胞类型。相关研究结果发表在2017年6月30日的Science期刊上，论文标题为“Decoding of position in the developing neural tube from antiparallel morphogen gradients”。
这些研究人员发现这两种起源自体内腹侧和背侧的信号水平影响发育中的神经细胞的基因活性。基于早期发育中的这种基因活性，这些神经祖细胞转化为脊髓中某个位置的正确的神经细胞类型。
论文共同通信作者、奥地利科学技术学院小组领导者Anna Kicheva说，“我们在理解正在发育的胚胎的脊髓内的不同神经细胞类型如何以一种准确的空间模式进行组装方面，取得了重要的进展。我们采用的这些定量测量和新的实验技术，以及我们的不同跨学科研究人员的合作，是取得这一进展的关键。这允许我们对胚胎发育的精准性获得新的认识，并且揭示出细胞具有优异地协调组织准确发育的能力。”
论文共同通信作者、弗朗西斯-克里克研究所小组领导者James Briscoe说，“我们认识了这个长期存在的关于正在发育的组织如何在正确的位置产生正确数量的正确细胞类型的问题。类似的策略可能也被用于其他的正在发育的组织中，而且我们的发现可能与这些情形相关联。就长远而言，这将有助在组织工程和再生医学等方法中使用干细胞。然而，还有很多需要学习的地方，而且我们需要继续开展这样的跨学科合作以便进一步加深我们的生物学理解。”
参考资料：Marcin Zagorski, Yoji Tabata, Nathalie Brandenberg et al. Decoding of position in the developing neural tube from antiparallel morphogen gradients. Science, 30 Jun 2017, 356(6345):1379-1383, doi:10.1126/science.aam5887