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.2004年11月；131(22):5561-72.
doi:10.1242/dev.01437。 Epub 2004年10月20日。

Eya1和Six1对哺乳动物颅骨板感觉神经发生的早期步骤至关重要

Dan Zou（丹·邹） 1, 德里克·西尔维乌斯, 伯恩德·弗里茨奇, 徐品仙
附属公司

Eya1和Six1对哺乳动物脑板感觉神经发生的早期步骤至关重要

Dan Zou（丹·邹）等。 发展. 2004年11月.

摘要

Eya1编码转录共激活物，在颅骨感觉板中表达。在耳板发育期间，它与同源异型盒基因Six1相互作用并在其上游发挥作用。在这里，我们检查了它们在颅骨感觉神经发生中的作用。我们的数据表明，根据基本螺旋-环-螺旋基因Neurog1的表达判断，前庭听觉神经元的初始细胞命运决定及其分层似乎在没有Eya1或Six1的情况下不受影响，该基因指定神经母细胞谱系，和控制神经元分化和存活的神经元。然而，这两个基因对神经发生的正常维持是必要的。在鳃表板源性远端颅感觉神经节的发育过程中，虽然Six1突变体的表型不如Eya1突变体严重，但在突变体中观察到神经发生的早期停滞。突变的鳃表祖细胞无法表达测定神经元前体所需的Neurog2，以及其他基本的螺旋-环-螺旋以及配对的同源盒Phox2基因，这些基因对神经分化和维持至关重要。未能激活正常分化程序导致祖细胞异常凋亡。此外，我们还表明，活神经节形成的中断会导致鳃运动神经元的寻路错误。最后，我们的结果表明，Eya-Six调控层次也在鳃表腭的发育中起作用。这些发现揭示了Eya1和Six1作为关键决定因子在从鳃表腭突祖细胞获得神经元命运和神经元亚型身份方面的基本功能。这些分析确定了这两个基因在腭源性颅骨感觉神经元的早期分化和存活中的特定作用。

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数字

图1
图1
Eya1和Six1是内耳形态发生期间维持正常神经发生所必需的。耳部横切面原位杂交。（A–C）神经细胞1在E9.0野生型胚胎（A）的腹侧耳杯（oc）中表达，在埃亚1−/−（B） ，以及Six1型−/−（C） 胚胎与野生型胚胎难以区分。（D–L）神经细胞1囊泡（ov）封闭后，从E9.25到10.5表达增强（D，G，J）；然而，其表达在埃亚1−/−（E、H中的箭头）或Six1型−/−E9.25中的（F、I中的箭头），E10.5中只有少数神经细胞1-阳性细胞出现在埃亚1−/−（H中的箭头）或Six1型−/−（左箭头）耳囊。请注意神经细胞1后脑神经管（nt）的表达在埃亚1−/−或Six1型−/−胚胎与野生型胚胎的比较。（M–O）神经元在野生型胚胎中，在耳囊泡（ov）内的分化神经母细胞前体和迁移形成第VIII神经节（gVIII）的细胞中以及在E9.5（M）的第VIII神经节（gVII）内表达。在埃亚1−/−（N） 或Six1型−/−（O） 胚胎，神经元观察到耳囊内细胞的表达以及细胞从耳囊中移出（N，O中的箭头）。（P–R）穿过E9.5野生型的横截面（P），埃亚1−/−（Q） 和Six1型−/−（R） 用TUNEL法标记胚胎以检测凋亡细胞。使用图像分析系统对每个基因型的6个发育中的第八神经节（三个胚胎）的TUNEL阳性细胞进行计数，提供的数字代表每个基因型每个神经节的平均数。突变体中明显诱导细胞凋亡（箭头所示）。比例尺：100μm。
图2
图2
脑远端感觉神经节缺失埃亚1−/−和Six1型−/−胚胎。（A–C）与SCG10系列野生型核糖探针（A），埃亚1−/−（B） 、和Six1型−/−（C） 胚胎在E10.5。观察到VIIIth和远端VIIth、IXth和Xth前体缺乏神经元分化埃亚1−/−胚胎。在Six1型−/−胚胎，SCG10系列第八神经节和第八远端神经节的染色也缺失，第九远端和第十远端神经节区域的染色略有减少。（D–F）E9.5胚胎与神经元2核糖探针。神经元2远端VII、IX和X噬菌体的表达在野生型胚胎中很容易看到，但其在这些结构中的表达在埃亚1−/−胚胎。在Six1型−/−胚胎，神经元2在第VIIth区未检测到表达，在第IXth区显著减少，在第Xth区显著降低。（G-O）切片原位杂交神经元2野生型核糖探针（G，J，M），埃亚1−/−H、 K、N）和Six1型−/−（I，L，O）胚胎在E8.5至9.25。强大神经元2在野生型胚胎中，在E8.5–9.0的远端第六位板（VIIp）、一些迁移前体（箭头）和远端第九位板（IXp）、E8.75–9.25的迁移前体（箭头）和E9.0–9.25的第十位板（Xp）中观察到表达，而在埃亚1−/−在这些阶段（箭头、H、K、N）。在Six1型−/−胚胎中，其在第VII个前体细胞中的表达降低到背景水平（箭头，I），在第IX个前体内的表达也略有降低（箭头，L），而在第X个前体中的表达相对正常（箭头，O）。
图3
图3
变更神经细胞1,神经元,数学3和Nscl1号机组中的表达式埃亚1−/−和Six1型−/−鳃表神经前体。（A–F）横截面杂交显示神经细胞1在野生型胚胎（A，D）的耳囊（ov）、第八神经节区域和鳃表（VII，IX）神经元前体中表达，在埃亚1−/−表鳃神经元前体（B、E中的箭头）和Six1型−/−鳃表神经元（C，F中的箭头）。请注意神经细胞1在第八前体细胞中观察到表达（B，C中的开放箭头）。（G–L）横切面杂交显示神经元野生型胚胎（G，J）第八和鳃下神经前体细胞表达，鳃下前体细胞无表达埃亚1−/−胚胎（H，K中的箭头）和无表达（I中的箭头Six1型−/−鳃表神经元（左箭头）。请注意神经元在第八代成神经细胞前体细胞中检测到表达（H，I中的开放箭头）。（M–O）整体安装杂交显示数学3野生型胚胎（M）鳃表神经元中的表达，只有少数数学3-阳性细胞埃亚1−/−第X个神经元（N中的开箭头），以及Six1型−/−第IX和第X神经元（O）。（P–R）整体杂交显示Nscl1号机组野生型胚胎颅感觉神经节的表达（P）。在埃亚1−/−胚胎，而Nscl1号机组在第五神经节中表达相对正常，在第八、第八和第九神经节中不表达，很少表达Nscl1号机组-阳性细胞在埃亚1−/−第X个神经元（Q中的开放箭头）。（右）Nscl1号机组在中也缺少表达式Six1型−/−第八神经节，在Six1型−/−第八（箭头）和第九（箭头）神经节。
图4
图4
变更Phox2a公司和Phox2b手机中的表达式埃亚1−/−和Six1型−/−鳃表神经前体。全贴杂交展示Phox2a公司（A） 和Phox2b手机（B） 野生型胚胎鳃上神经元的表达。（C，D）英寸埃亚1−/−胚胎，弱Phox2a公司和Phox2b手机仅在第X个神经元中观察到表达。（E，F）英寸Six1型−/−胚胎，其表达缺失（E）或在第VIIh（F中的箭头）中显著降低，在第IXth中显著降低，在第Xth神经元中相对正常。
图5
图5
脑感觉神经节畸形埃亚1−/−或Six1型−/−后期胚胎。E11.5野生型（A，D）矢状切面的（A–F）神经丝抗体染色，埃亚1−/−（B、E）和Six1型−/−（C，F）封头。神经丝抗体标记近端VII神经节（pVII），该神经节通常与野生型胚胎（A、D）中的第VII节（gVIII）、近端IX节（pIX）和第X节（pX）以及远端VII节、第IX节和第X神经节（gX）融合。在埃亚1−/−胚胎、所有近端神经节和远端X神经节的部分结构均存在，但第八、远端VIIth和IXth神经节缺失（B、E）。（C，F）在所有三个Six1型−/−胚胎，虽然存在近端神经节，但第八和远端第八（gVII）神经节缺失，但也存在远端第九和第X神经节。对于A-F，前部位于左侧，背部位于上方。E12.5野生型（G，J）横切面的（G–I）苏木精和曙红以及（J–L）神经丝抗体染色，埃亚1−/−（H、K）和Six1型−/−（I，L）头。（G，J）第九节（gIX）和第九节附近的神经纤维用曙红和神经丝抗体强烈染色，存在于野生型胚胎中（箭头所示）。神经丝抗体也强烈标记该区域的其他神经纤维，包括第八神经纤维（nVII，J）。（G，K）第九神经节在埃亚1−/−胚胎。然而，突变体中存在一些同时被曙红和神经丝抗体强烈染色的神经纤维，该结构可能代表E11.5（E）处的第X神经纤维。（I，L）第九神经节存在于Six1型−/−尺寸稍小的胚胎和神经丝抗体也标记附近的神经纤维（箭头和nX/XI）。对于G–L，背侧是向上的，侧侧是向左的。jv，颈内静脉；m、 椎前肌前肿块；交感神经节成分。
图6
图6
Eya1和Six1调节颅感觉神经及其相关神经节的模式。（A–C）E10.5全山胚胎与Sox10型核糖探针。近端VII（pVII）、IX（pIX）和Xth（pX）神经节存在于埃亚1−/−（B） 或Six1型−/−（C） 胚胎。切断的远端X神经节（X）存在于埃亚1−/−胚胎（箭头，B）。（D–F）用抗神经丝（NF）抗体免疫染色的E10.5完整胚胎。野生型胚胎中可见第八和远端第八、第九和第X神经节（D）。然而，第VIII神经节和远端VIII神经节在埃亚1−/−（E） 和Six1型−/−（F） 胚胎。虽然远端IXth完全缺失，但远端Xth神经节在埃亚1−/−（箭头，E），两者都存在于Six1型−/−胚胎（F）。箭头指向突变体（E，F）中的近端VIIth神经节。发源于第五神经节的神经有时支配两个突变体（开放箭头）的第二鳃弓。（G–R）E13.5野生型（G、J、M、P）的整体安装映像，埃亚1−/−（H、K、N、Q）和Six1型−/−（I，L，O，R）胚胎显示脑神经的发育，使用亲脂染料追踪神经纤维进入大脑（G-O）和从大脑到外围（P-R）。（G） 图像显示正常动物的VIII投射（左侧两层；前庭和耳蜗投射）、V/VII投射（绿色）、VII运动根（VIIm，绿色）和部分V投射（红色）。（H） E13.5中无VIII神经投射埃亚1−/−或（I）Six1型−/−动物应用于舌骨（VII神经）弓后。然而，在这两个突变体中，VII运动神经元均由V神经填充（箭头所示）。此外，V型感觉成分（MesV）不会投射到下降的V（Vd）束，而是投射到正常动物内耳投射的区域。（J） 一张完整的图像显示E13.5正常动物的V降束（Vd）、V根（Vr）和运动神经元（Vm）。（K，L）图像显示V投影在埃亚1−/−（K） 和Six1型−/−（五十） 胚胎。（M） V（红色）和VII（绿色）神经节和根在接近大脑时显示出来。（N） 在V神经节外有少量VII纤维投射埃亚1−/−动物（箭头）。（O） 在Six1型−/−胚胎中，一些VII运动神经元直接进入V神经节（gV）（箭头所示），或投射到大脑外，只与V神经相连（比较I和O的图像，它们是从同一大脑的侧面和内侧透视图拍摄的）。（P） 耳尾侧的运动神经元注射（绿色）和感觉鼻翼板注射（红色）标记耳朵周围的VIII和VII神经。（Q） 在埃亚1−/−胚胎中，只有IX/X神经节（红色）、外展（VI）、V和滑车（IV）神经（全部为绿色）的少数感觉神经元被标记。圆圈表示耳朵的大致位置。（R） 在这个Six1型−/−在这种动物中，VII运动神经元与V分开离开，但与大脑外的V纤维相连。请注意，IX/X神经节的大小在埃亚1突变体（Q，R）。在所有图像中，前部向上，背部向左。比例尺：100μm。
图7
图7
Eya1控件Six1型鳃上板的表达。（A、B、F、G）横截面显示埃亚1E9.0时在远端VIIth区（VIIp，A）和E9.0处在远端IXth区（pIX，B）的表达及其在这些结构中的表达在Six1型−/−胚胎（F，G）。（C、D、H、I）显示Six1型lacZ公司E9.25–9.5时，远端VIIth、IXth和Xth平台、迁移（箭头）和聚集的神经元前体在anlagen神经节（gVII、gIX、gX）中的表达Six1型lacZ公司/+杂合胚胎（C、D、H）及其表达在埃亚1−/−鳃表神经前体（I）。（E、J）Bmp7型E10.5时咽囊（p1–p3，E）的表达在埃亚1−/−胚胎（J）。
图8
图8
埃亚1−/−血小板祖细胞发生异常凋亡。用TUNEL方法标记的用于检测凋亡细胞的横截面显示野生型IX（IXp，a）和X板（Xp，B）中有一些凋亡细胞，而野生型IX（IXp，a）和X板中有更多的凋亡细胞埃亚1−/−IX和X标记（箭头、C和D）。gIX和gX、IX和X颅神经节。
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参考文献

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