RESUMO
The adult hippocampus generates new granule cells (aGCs) with functional capabilities that convey unique forms of plasticity to the preexisting circuits. While early differentiation of adult radial glia-like cells (RGLs) has been studied extensively, the molecular mechanisms guiding the maturation of postmitotic neurons remain unknown. Here, we used a precise birthdating strategy to study aGC differentiation using single-nuclei RNA sequencing. Transcriptional profiling revealed a continuous trajectory from RGLs to mature aGCs, with multiple immature stages bearing increasing levels of effector genes supporting growth, excitability, and synaptogenesis. Analysis of differential gene expression, pseudo-time trajectory, and transcription factors (TFs) revealed critical transitions defining four cellular states: quiescent RGLs, proliferative progenitors, immature aGCs, and mature aGCs. Becoming mature aGCs involved a transcriptional switch that shuts down pathways promoting cell growth, such SoxC TFs, to activate programs that likely control neuronal homeostasis. aGCs overexpressing Sox4 or Sox11 remained immature. Our results unveil precise molecular mechanisms driving adult RGLs through the pathway of neuronal differentiation.
Assuntos
Diferenciação Celular , Hipocampo , Neurogênese , Neurônios , Fatores de Transcrição SOXC , Animais , Hipocampo/metabolismo , Hipocampo/citologia , Neurônios/metabolismo , Neurônios/citologia , Fatores de Transcrição SOXC/metabolismo , Fatores de Transcrição SOXC/genética , Diferenciação Celular/genética , Neurogênese/genética , Camundongos , Transcrição Gênica , Perfilação da Expressão Gênica , Fatores de Transcrição/metabolismo , Fatores de Transcrição/genética , Células Ependimogliais/metabolismo , Células Ependimogliais/citologiaRESUMO
Motivation: Single-cell RNA sequencing (scRNAseq) has transformed our ability to explore biological systems. Nevertheless, proficient expertise is essential for handling and interpreting the data. Results: In this article, we present scX, an R package built on the Shiny framework that streamlines the analysis, exploration, and visualization of single-cell experiments. With an interactive graphic interface, implemented as a web application, scX provides easy access to key scRNAseq analyses, including marker identification, gene expression profiling, and differential gene expression analysis. Additionally, scX seamlessly integrates with commonly used single-cell Seurat and SingleCellExperiment R objects, resulting in efficient processing and visualization of varied datasets. Overall, scX serves as a valuable and user-friendly tool for effortless exploration and sharing of single-cell data, simplifying some of the complexities inherent in scRNAseq analysis. Availability and implementation: Source code can be downloaded from https://github.com/chernolabs/scX. A docker image is available from dockerhub as chernolabs/scx.
RESUMO
Single-cell RNA sequencing (scRNA-seq) has transformed our ability to explore biological systems. Nevertheless, proficient expertise is essential for handling and interpreting the data. In this paper, we present scX, an R package built on the Shiny framework that streamlines the analysis, exploration, and visualization of single-cell experiments. With an interactive graphic interface, implemented as a web application, scX provides easy access to key scRNAseq analyses, including marker identification, gene expression profiling, and differential gene expression analysis. Additionally, scX seamlessly integrates with commonly used single-cell Seurat and Single-CellExperiment R objects, resulting in efficient processing and visualization of varied datasets. Overall, scX serves as a valuable and user-friendly tool for effortless exploration and sharing of single-cell data, simplifying some of the complexities inherent in scRNAseq analysis.
RESUMO
Generation of neuronal types at the right time, location, and number is essential for building a functional nervous system. Significant progress has been reached in understanding the mechanisms that govern neuronal diversity. Cerebrospinal fluid-contacting neurons (CSF-cNs), an intriguing spinal cord central canal population, are produced during advanced developmental stages, simultaneous with glial and ependymal cells. It is unknown how CSF-cNs are specified after the neurogenesis-to-gliogenesis switch. Here, we identify delayed Ascl1 expression in mouse spinal progenitors during the gliogenic phase as key in CSF-cN differentiation. With fate mappings and time-controlled deletions, we demonstrate that CSF-cNs derive from Ascl1-expressing cells and that Ascl1 triggers late neurogenesis in the amniote spinal cord. Ascl1 abrogation transforms prospective CSF-cN progenitors into ependymocytes. These results demonstrate that late spinal progenitors have the potential to produce neurons and that Ascl1 initiates CSF-cN differentiation, controlling the precise neuronal and nonneuronal composition of the spinal central canal.
Assuntos
Fatores de Transcrição Hélice-Alça-Hélice Básicos/metabolismo , Epêndima/metabolismo , Neurogênese , Neurônios/metabolismo , Animais , Fatores de Transcrição Hélice-Alça-Hélice Básicos/genética , Epêndima/citologia , Camundongos , Neurônios/citologia , Medula Espinal/citologia , Medula Espinal/embriologia , Medula Espinal/metabolismo , Peixe-ZebraRESUMO
Considerable progress has been made in understanding the mechanisms that control the production of specialized neuronal types. However, how the timing of differentiation contributes to neuronal diversity in the developing spinal cord is still a pending question. In this study, we show that cerebrospinal fluid-contacting neurons (CSF-cNs), an anatomically discrete cell type of the ependymal area, originate from surprisingly late neurogenic events in the ventral spinal cord. CSF-cNs are identified by the expression of the transcription factors Gata2 and Gata3, and the ionic channels Pkd2l1 and Pkd1l2. Contrasting with Gata2/3(+) V2b interneurons, differentiation of CSF-cNs is independent of Foxn4 and takes place during advanced developmental stages previously assumed to be exclusively gliogenic. CSF-cNs are produced from two distinct dorsoventral regions of the mouse spinal cord. Most CSF-cNs derive from progenitors circumscribed to the late-p2 and the oligodendrogenic (pOL) domains, whereas a second subset of CSF-cNs arises from cells bordering the floor plate. The development of these two subgroups of CSF-cNs is differentially controlled by Pax6, they adopt separate locations around the postnatal central canal and they display electrophysiological differences. Our results highlight that spatiotemporal mechanisms are instrumental in creating neural cell diversity in the ventral spinal cord to produce distinct classes of interneurons, motoneurons, CSF-cNs, glial cells and ependymal cells.
Assuntos
Líquido Cefalorraquidiano/metabolismo , Neurônios/citologia , Medula Espinal/embriologia , Medula Espinal/fisiologia , Animais , Diferenciação Celular , Linhagem da Célula , Eletrofisiologia , Proteínas do Olho/genética , Feminino , Fatores de Transcrição Forkhead/genética , Fator de Transcrição GATA2/genética , Genótipo , Imuno-Histoquímica , Hibridização In Situ , Interneurônios/citologia , Camundongos , Neurônios Motores/citologia , Células-Tronco/citologiaRESUMO
The development of the nervous system is critically dependent on the production of functionally diverse neuronal cell types at their correct locations. In the embryonic neural tube, dorsoventral signaling has emerged as a fundamental mechanism for generating neuronal diversity. In contrast, far less is known about how different neuronal cell types are organized along the rostrocaudal axis. In the developing mouse and chick neural tube, hindbrain serotonergic neurons and spinal glutamatergic V3 interneurons are produced from ventral p3 progenitors, which possess a common transcriptional identity but are confined to distinct anterior-posterior territories. In this study, we show that the expression of the transcription factor Neurogenin3 (Neurog3) in the spinal cord controls the correct specification of p3-derived neurons. Gain- and loss-of-function manipulations in the chick and mouse embryo show that Neurog3 switches ventral progenitors from a serotonergic to V3 differentiation program by repressing Ascl1 in spinal p3 progenitors through a mechanism dependent on Hes proteins. In this way, Neurog3 establishes the posterior boundary of the serotonergic system by actively suppressing serotonergic specification in the spinal cord. These results explain how equivalent p3 progenitors within the hindbrain and the spinal cord produce functionally distinct neuron cell types.
Assuntos
Fatores de Transcrição Hélice-Alça-Hélice Básicos/fisiologia , Diferenciação Celular , Proteínas do Tecido Nervoso/fisiologia , Rombencéfalo/citologia , Neurônios Serotoninérgicos/citologia , Animais , Fatores de Transcrição Hélice-Alça-Hélice Básicos/biossíntese , Embrião de Galinha , Regulação da Expressão Gênica no Desenvolvimento , Interneurônios/fisiologia , Camundongos , Proteínas do Tecido Nervoso/biossíntese , Proteínas Repressoras/biossíntese , Proteínas Repressoras/fisiologia , Rombencéfalo/metabolismo , Medula Espinal/metabolismo , Medula Espinal/fisiologia , Células-Tronco/metabolismo , Células-Tronco/fisiologiaRESUMO
Antecedentes: Los programas a distancia para la enseñanza de la medicina, tienen gran difusión en países desarrollados. Creado como medio educativo de bajo costo en Gran Bretaña, su máximo desarrollo en Ciencias Médicas se produjo en Canadá. En nuestro país, las Sociedades de Pediatría, Cardiología, Medicina Interna, Obstetricia y Traumatología y Ortopedia desarrollan programas de éste tipo. La tarea encomendada por la Comisión Directiva de la Asociación de Cirugía, comprendía un plan de tres años, en el que se desarrollarán temas actualizados en Cirugía General en forma concisa. Se debía de llegar a una gran cantidad de profesionales con costos económicos razonables. Objetivos: Evaluar experiencias y resultados obtenidos en el desarrollo de ésta primera etapa del programa a distancia de la Asociación Argentina de Cirugía (PROACI). Diseño: Estudio retrospectivo. Población: Se inscribieron 1863 profesionales que aceptaron un reglamento básico de desarrollo del curso. Dicha población era abierta, ya que estaba integrada por socios y no socios de la Asociación de Cirugía. Métodos: El programa a distancia de la Asociación (PROACI) se elaboró con los siguientes elementos: Materiales educativos, Actividades científicas presenciales: (por lo menos dos al año) en determinadas regiones del país, Sistema de tutorías regionales, Centros académicos zonales: donde se llevan a cabo las tutorías y se implementan las actividades científicas presenciales, Centro de información al profesional, Incentivo de 600 puntos para aquellos que cumplimentado el programa se presenten a la recertificación, Autores de contenidos que son miembros titulares de la asociación. Resultados: El número de inscriptos que completaron los 3 años es de 798 (61 por ciento) de los 1304 que ingresaron en el primer ciclo (1997). El 34 por ciento de los participantes son miembros titulares de la AAC. El 31,4 por ciento corresponde al rango etario entre 36 y 45 años. Se produjeron 12 módulos en los 3 años, sin retrasos en la programación. Conclusiones: Esta es la primera experiencia nacional de educación médica a distancia en cirugía. Hubo una participación mayor a la esperada. Hubo una gran respuesta de cirujanos no miembros de la Asociación Argentina de Cirugía (AU)
Assuntos
Humanos , Masculino , Feminino , Adulto , Pessoa de Meia-Idade , Idoso , Cirurgia Geral/educação , Educação a Distância/estatística & dados numéricos , Estudos Retrospectivos , Argentina , Educação de Pós-Graduação em Medicina , Sociedades MédicasRESUMO
Antecedentes: Los programas a distancia para la enseñanza de la medicina, tienen gran difusión en países desarrollados. Creado como medio educativo de bajo costo en Gran Bretaña, su máximo desarrollo en Ciencias Médicas se produjo en Canadá. En nuestro país, las Sociedades de Pediatría, Cardiología, Medicina Interna, Obstetricia y Traumatología y Ortopedia desarrollan programas de éste tipo. La tarea encomendada por la Comisión Directiva de la Asociación de Cirugía, comprendía un plan de tres años, en el que se desarrollarán temas actualizados en Cirugía General en forma concisa. Se debía de llegar a una gran cantidad de profesionales con costos económicos razonables. Objetivos: Evaluar experiencias y resultados obtenidos en el desarrollo de ésta primera etapa del programa a distancia de la Asociación Argentina de Cirugía (PROACI). Diseño: Estudio retrospectivo. Población: Se inscribieron 1863 profesionales que aceptaron un reglamento básico de desarrollo del curso. Dicha población era abierta, ya que estaba integrada por socios y no socios de la Asociación de Cirugía. Métodos: El programa a distancia de la Asociación (PROACI) se elaboró con los siguientes elementos: Materiales educativos, Actividades científicas presenciales: (por lo menos dos al año) en determinadas regiones del país, Sistema de tutorías regionales, Centros académicos zonales: donde se llevan a cabo las tutorías y se implementan las actividades científicas presenciales, Centro de información al profesional, Incentivo de 600 puntos para aquellos que cumplimentado el programa se presenten a la recertificación, Autores de contenidos que son miembros titulares de la asociación. Resultados: El número de inscriptos que completaron los 3 años es de 798 (61 por ciento) de los 1304 que ingresaron en el primer ciclo (1997). El 34 por ciento de los participantes son miembros titulares de la AAC. El 31,4 por ciento corresponde al rango etario entre 36 y 45 años. Se produjeron 12 módulos en los 3 años, sin retrasos en la programación. Conclusiones: Esta es la primera experiencia nacional de educación médica a distancia en cirugía. Hubo una participación mayor a la esperada. Hubo una gran respuesta de cirujanos no miembros de la Asociación Argentina de Cirugía