快速了解神经元分化过程- TargetMol

快速了解神经元分化过程

神经元分化是神经系统发育中的一个重要过程，涉及未分化的干细胞转变为具有特定功能的成熟神经细胞。这一过程是非常复杂和精细调控的，包括多个步骤和阶段。

神经原细胞的形成：神经系统的发育始于胚胎期，一部分细胞（称为神经原细胞或神经干细胞）通过细胞分裂产生，这些细胞具有形成任何类型神经细胞的潜能。

Reprogramming or direct conversion to generate neural cells.

增殖：神经原细胞会经过快速的细胞分裂，大量增殖，形成足够的细胞基数来支撑后续的神经系统发展。

迁移：随着时间的推进，这些神经原细胞或其后代细胞会迁移到大脑和脊髓的特定区域，这一过程受到多种信号分子的精确控制。

Comparing iPSC differentiation and direct iN conversion.

分化：到达目的地后，这些细胞开始根据接收到的信号（如生长因子、细胞间相互作用等）分化成特定类型的神经细胞，比如神经元、星形胶质细胞或少突胶质细胞等。分化过程中，细胞会表达特定的基因来获得其独有的结构和功能。

成熟：分化后的神经细胞进一步成熟，形成独特的结构如轴突和树突，以及与其他神经细胞建立联系的突触连接。神经元的轴突可以长达数厘米，形成复杂的网络以传递信息。

Stages of neural differentiation in vitro and in vivo.

整合与修剪：随着神经网络的形成，神经系统会通过一个称为“修剪”的过程去除一些多余或未正确连接的神经元，这有助于优化和强化神经网络的功能。

在神经元分化过程中，一系列关键因素和调控分子起着至关重要的作用。这些因素通常涉及信号传递途径、转录因子、细胞外基质分子以及环境因素等。

信号传递途径：

Notch信号通路控制着细胞的命运决定，包括保持神经干细胞的未分化状态或促使其分化。

Wnt信号通路参与调控神经干细胞的增殖、分化和迁移，对大脑的形成和神经网络的建立有重要作用。

BMP(骨形态发生蛋白)信号在神经系统的早期发育中起到抑制神经细胞分化的作用，通过调控下游的Smad蛋白影响细胞命运。

Methods for direct iN conversion.

转录因子：

Neurogenin（Ngn）和NeuroD：这些基础的螺旋-环-螺旋（bHLH）转录因子在神经元的早期分化中尤为重要，它们可以激活一系列促进神经元分化的基因表达。

Sox系列：Sox转录因子，特别是Sox2，对维持神经干细胞的自我更新能力和多能性至关重要，同时也参与后期的分化过程。

细胞外基质分子：

神经粘附分子（NCAM）：在神经细胞之间的相互作用和精确连接中起着关键作用。

Eph受体和Ephrin配体：这些分子通过接触依赖性信号传导调控神经细胞的迁移和轴突的导向。

神经营养因子：

脑源性神经营养因子（BDNF）：对神经元的生存、增长和分化具有重要影响。

神经生长因子（NGF）：是首个被发现的神经营养因子，对神经元生长和维持具有重要作用。

环境因素：

细胞外环境：包括细胞外基质组成、周围细胞的类型和状态，甚至包括机械力，都会影响神经细胞的分化和成熟。

生理条件：如氧分压、营养供应和激素水平等，也会影响神经细胞的分化过程。

这些因素和调控分子之间相互作用，共同维持着神经系统发育的精确控制。神经元分化过程对于正常的大脑发育和功能至关重要，任何失调都可能导致神经发育疾病或功能障碍。理解这些复杂的相互作用对于揭示神经发育的机制以及开发治疗神经退行性疾病和神经损伤的新策略具有重要意义。

TargetMol 神经元分化化合物库 收集了 680 种神经元分化相关化合物，是神经系统疾病药物研发的有用工具，以帮助研究人员寻找促进神经元分化和修复受损神经系统的药物，探索影响神经元分化的分子机制，为神经系统疾病的治疗提供新的机会和方法。

化合物库组成

参考文献：

Mertens J, Marchetto MC, Bardy C, Gage FH. Evaluating cell reprogramming, differentiation and conversion technologies in neuroscience. Nat Rev Neurosci. 2016;17(7):424-437. doi:10.1038/nrn.2016.46