Prdm8はShhシグナル応答を調節することで、pMN前駆細胞の運動ニューロンとオリゴデンドロサイトの細胞運命の割り当てを調節していることが示唆された

Prdm8 regulates pMN progenitor specification for motor neuron and oligodendrocyte fates by modulating Shh signaling response.

• Kayt Scott
• Rebecca O'Rourke
• Austin Gillen
• Bruce Appel

抄録

脊髄のpMN前駆細胞は、運動ニューロンとオリゴデンドロサイト前駆細胞（OPC）を順次産生する。OPCの中には急速に分化して骨髄化するオリゴデンドロサイトになるものもあれば、成人期まで残るものもある。pMN前駆細胞がどのようにして運動ニューロンを産生する細胞から、異なる運命を持つOPCへと変化するのかについては、あまり理解されていない。pMN 細胞の運命決定を制御しているかどうかを調べるために、私たちはゼブラフィッシュをモデル系として用いてその機能を調べました。その結果、突然変異体胚では運動ニューロンからOPC生産への切り替えが早まった結果、運動ニューロンが欠損していることが明らかになった。さらに、突然変異幼虫はオリゴデンドロサイトが過剰であり、それに伴いOPCが欠損していることも明らかになった。特筆すべきは、突然変異体胚のpMN細胞では、運動ニューロンからOPCへのスイッチと同時にShhシグナルが上昇していることである。Shh シグナルを阻害すると、運動ニューロンの数は正常に回復したが、オリゴデンドロサイトの割合は回復しなかった。これらのデータは、Prdm8がpMN前駆細胞におけるShh活性のレベルを制御することで運動ニューロン-OPCスイッチを制御し、オリゴデンドロサイト系統の細胞運命の割り当ても制御していることを示唆している。

Spinal cord pMN progenitors sequentially produce motor neurons and oligodendrocyte precursor cells (OPCs). Some OPCs differentiate rapidly as myelinating oligodendrocytes whereas others remain into adulthood. How pMN progenitors switch from producing motor neurons to OPCs with distinct fates is poorly understood. pMN progenitors express , which encodes a transcriptional repressor, during motor neuron and OPC formation. To determine if controls pMN cell fate specification, we used zebrafish as a model system to investigate function. Our analysis revealed that mutant embryos have a deficit of motor neurons resulting from a premature switch from motor neuron to OPC production. Additionally, mutant larvae have excess oligodendrocytes and a concomitant deficit of OPCs. Notably, pMN cells of mutant embryos have elevated Shh signaling coincident with the motor neuron to OPC switch. Inhibition of Shh signaling restored the number of motor neurons to normal but did not rescue the proportion of oligodendrocytes. These data suggest that Prdm8 regulates the motor neuron-OPC switch by controlling the level of Shh activity in pMN progenitors and also regulates allocation of oligodendrocyte lineage cell fates.

© 2020. Published by The Company of Biologists Ltd.