初期ヒト胎児前脳におけるニコチン受容体サブユニットmRNAの選択的発現

Selective Expression of Nicotinic Receptor Sub-unit mRNA in Early Human Fetal Forebrain.

• Ayman Alzu'bi
• William Middleham
• Mohammed Shoaib
• Gavin J Clowry

抄録

動物およびヒトの研究から増加している証拠は、喫煙タバコの影響とは別に、発育期のニコチンへの暴露は、行動障害を含む脳の発達の調節障害に寄与する可能性があることを示しています。ヒト胎児大脳皮質のRNAseq研究では、ヒトのニコチン性アセチルコリン（ACh）受容体サブユニットの16個の遺伝子のうち9個が、受胎後7.5週から12週（PCW）の間に選択的に発現していることが示された。最も高度に発現したサブユニット遺伝子は、タンパク質産物が結合して、成人脳で発現する最もユビキタスな機能性受容体アイソフォームを形成している、「アンド」と「アンド」であった。これらの遺伝子は、RNAseqサンプルとハイブリダイゼーションによる組織切片の両方で相関のある発現を示した。他の皮質マーカーとの共局在化研究は、皮質前駆細胞やGABA作動性介在ニューロンの前駆細胞ではなく、皮質プレートと前サブプレートの両方の分裂後グルタミン酸ニューロン前駆細胞によって、これらが優勢に発現していることを示唆しています。しかし、神経節上衣におけるGABA作動性介在ニューロン前駆細胞は、これらのサブユニットを発現している。他のサブユニット、例えば、 , は低いが検出可能なレベルの発現を示した。発現していないことが判明した遺伝子には、通常は筋特異的と考えられるサブユニットの遺伝子が含まれていたが、例えば、いくつかの筋特異的な遺伝子の発現が検出された。本質的な皮質ニューロンによるアセチルコリンの合成はほとんどないが、前脳基底部からのコリン作動性線維は、遅くとも12 PCWから大脳皮質を支配している。アセチルコリンは放射状に移動する皮質ニューロンやGABA作動性インターニューロン前駆細胞にパラクリン作用を示す可能性がある。

Increasing evidence from animal and human studies indicate that exposure to nicotine during development, separated from the effects of smoking tobacco, can contribute to dysregulation of brain development including behavioral deficits. An RNAseq study of human fetal cerebral cortex demonstrated that 9 out of 16 genes for human nicotinic acetylcholine (ACh) receptor subunits are selectively expressed between 7.5 and 12 post-conceptional weeks (PCW). The most highly expressed subunit genes were and , whose protein products combine to form the most ubiquitous functional receptor isoform expressed in the adult brain. They exhibited correlated expression in both RNAseq samples, and in tissue sections by hybridization. Co-localization studies with other cortical markers suggest they are pre-dominantly expressed by post-mitotic glutamatergic neuron pre-cursors in both cortical plate and pre-subplate, rather than cortical progenitor cells or GABAergic interneuron pre-cursors. However, GABAergic interneuron progenitor cells in the ganglionic eminences do express these sub-units. also showed moderate levels of expression and again favored post-mitotic neurons. Other subunits, e.g., , exhibited low but detectable levels of expression. genes found not to be expressed included genes for subunits usually considered muscle specific, e.g., , although some muscle specific gene expression was detected, for instance . Although there is little or no synthesis of acetylcholine by intrinsic cortical neurons, cholinergic fibers from basal forebrain innervate the cerebral cortex from 12 PCW at the latest. Acetylcholine may have a paracrine effect on radially migrating cortical neurons and GABAergic interneuron progenitors.

Copyright © 2020 Alzu’bi, Middleham, Shoaib and Clowry.