En utilisant les cultures primaires Neurosphère à étudier primaire Cilia

Le cil primaire est un compartiment subcellulaire dynamique basée microtubules qui fonctionne comme une antenne sensorielle dans la coordination des voies de signalisation cellulaires, y compris la voie Hedgehog Sonic (Shh) au cours du développement des neurones embryonnaires ^{1, 2,} et compartimentée signalisation intracellulaire dans la fonction neuronale adulte ^{3, 4} . Les composants de signalisation de ces voies, telles que le récepteur de Shh Patched ^5; l'activateur de la voie Smoothened (Smo) ^6; et Gpr161 ^7, un récepteur (de GPCR) orphelin couplé à la protéine G qui régule négativement la voie Shh, à localiser les franges de façon dynamique. RCPG multiples ont été signalés à localiser au cil dans les neurones dans le cerveau ^{7, 8, 9, 10} </^{sup>, 11, 12, 13, 14, 15, 16.} Des défauts dans les voies de signalisation et les franges générées ciliées affectent de multiples tissus et sont collectivement connus sous le nom ciliopathies ^{17, 18, 19.} Le spectre de la maladie de ciliopathie comprend souvent des défauts du développement neurologique, tels que des anomalies craniofaciales ^{20, 21, 22.} En outre, les cils primaires dans les neurones hypothalamiques réguler voies centrales de satiété, et les défauts résultent de l'obésité centrale ^23, ce qui reflète l' obésité chez ciliopathies syndromiques telles que le syndrome de Bardet Biedel ^24. De plus, la signalisation du récepteur de neuropeptide dans cilia régule CENTRal satiété pathways ^{11, 14.} Localisation ciliaire de l' adénylyl cyclase III (ACIII) et GPCR comme récepteur de la somatostatine 3 dans les neurones hippocampiques entraîner de nouveaux défauts de reconnaissance d'objets et des déficits de la mémoire ^{25, 26} et parallèle à un manque d'intégrité ciliaire ^27. Les aspects relatifs au développement de la signalisation générés ciliées sont étroitement liés à l'homéostasie tissulaire; en particulier, les cils sont importants pour la progression des médulloblastomes Shh sous-type provenant de progéniteurs de granulés dans le cervelet ^{28, 29.} Ainsi, cilia primaires jouent un rôle important au cours de l'embryon, post-natale, et le développement des neurones adultes et la fonction.

Les cellules souches neurales (NSC) se trouvent dans la zone sous-ventriculaire (SVZ) du ventricule latéral, la zone sous-granulaire du gyrus denté de l'hippocampe, et lezone ventriculaire du troisième ventricule dans l'hypothalamus chez les mammifères , ^{30, 31, 32.} Sont multipotentes NNC, possèdent la capacité d'auto-renouvellement, et sont importants pour le développement du cerveau et de la médecine régénérative ^30. La plupart NNC dans le SVZ sont au repos et possèdent un cil primaire solitaire qui, dans de nombreux cas, s'étend vers le ventricule latéral ^33. Les signaux de cil primaire par l' intermédiaire de la localisation des différents récepteurs, induisant des réponses cellulaires en aval, en particulier dans le cadre de Shh, TGFß, et les voies de la tyrosine kinase du récepteur ^{2, 34, 35, 36.} Étant donné que les cils primaires pénètrent dans le ventricule latéral, on suppose que les cils primaires détecter des cytokines dans le liquide céphalorachidien (LCR) pour activer NSCs ³⁷ </sup>. Des études récentes suggèrent que la voie de signalisation de Shh et primaire sont essentiels cilia pour l'activation des cellules souches dans la réparation et la régénération des tissus multiples, y compris l'épithélium olfactif, du poumon et du rein ^{38, 39, 40, 41.} Cependant, les mécanismes par lesquels CSF communique avec NNC et si les cils primaires sont impliqués ne sont pas connus. NNC en culture sont adhérentes ciliés; localiser les composants de voie Shh, tels que Smo et Gpr161 dans les cils; et sont Shh sensible ^42. Ainsi, NNC peut servir de système de modèle important pour étudier la voie Shh, le trafic ciliaire, et les voies de différenciation neuronale. De plus, les neurones différenciés de NNC peuvent également être utilisés pour les analyses de trafic ciliaire.

Neurosphères sont constitués par des amas de cellules flottantes provenant de la prolifération des NEURAL souches / cellules progénitrices qui se développent en présence de facteurs de croissance spécifiques et des surfaces non adhésives ^{43, 44.} Neurosphères servent aussi important in vitro des modèles de culture pour étudier souches neurales / cellules souches dans le développement normal et la maladie ^{31, 45, 46, 47.} Nous décrivons ici un dosage à base Neurosphère-pour la culture de souches neurales / cellules souches et de différenciation en neurones / glie. Nous soulignons en particulier la traite des composants de signalisation à cil de souches neurales / cellules souches et les neurones différenciés (figure 1). Par opposition à la culture de neurones primaires, neurosphères primaires sont relativement faciles à la culture, se prêtent à de multiples passages et cycles gel-dégel, et peuvent se différencier en neurones / glie. Il est important, nous avons déterminé que de neurones dérivés Neurosphère-les cellules souches / progénitrices et les neurones différenciés sont ciliés en culture et localiser des molécules de signalisation pertinentes pour la fonction ciliaire dans ces compartiments. méthodes de culture à base de neurosphères peuvent servir de système de modèle idéal pour étudier le trafic de ciliogenèse et ciliaire dans NNC et les neurones différenciés.