1 乌普萨拉大学医学科学系神经外科科,瑞典 75185 乌普萨拉;fredrik.vedung@neuro.uu.se(FV);niklas.marklund@neuro.uu.se(NM) 2 乌普萨拉大学外科科学系放射科,瑞典 75185 乌普萨拉;markus.fahlstrom@radiol.uu.se(MF);elnamarielarsson@me.com(E.-ML);sven.haller@surgsci.uu.se(SH) 3 乌普萨拉大学医院康复与疼痛中心,瑞典 75185 乌普萨拉;staffan.stenson@akademiska.se 4 乌普萨拉大学医院 PET 中心,瑞典 75185 乌普萨拉;mark.lubberink@radiol.uu.se(ML); anders.wall@akademiska.se (AW) 5 医学物理学,乌普萨拉大学医院,75185 乌普萨拉,瑞典 6 卫生、医学和康复部,卫生、教育和技术系,吕勒奥理工大学,97187 吕勒奥,瑞典;yelverton@tegner.com 7 Affidea CDRC 卡鲁日 SA 诊断放射学中心,Clos de la Fonderie,1227 日内瓦,瑞士 8 麻醉学科,外科科学系,乌普萨拉大学,75185 乌普萨拉,瑞典;jakob.johansson@surgsci.uu.se 9 核医学和 PET 科,外科科学系,乌普萨拉大学,75185 乌普萨拉,瑞典 10 药物化学系,乌普萨拉大学,75185 乌普萨拉,瑞典; gunnar.antoni@ilk.uu.se 11 神经外科科,隆德临床科学系,隆德大学斯科讷大学医院,隆德大学,22184 隆德,瑞典 * 通信地址:francesco.latini@neuro.uu.se;电话:+46-764244653 † 这些作者对这项工作做出了同等贡献。
脑器官可以对人脑发育的机械研究,并提供了在不受约束的发育系统中探索自我组织的机会。在这里,我们在荧光标记的人类诱导的多能干细胞产生的无引导的脑类器官上建立了长期的实时光片显微镜,这可以跟踪器官发育的数周的数周来跟踪Tis-Sue形态,细胞行为和亚细胞特征。我们提供了一种新型的双通道,多摩萨克和多蛋白标记策略,融合了一种计算反复运动方法,以同时量化有机体发育中的不同亚细胞特征。我们跟踪肌动蛋白,微管蛋白,质膜,核和核包膜动力学,并在组织状态过渡期间(包括神经上皮诱导,成熟,亮度,亮度和脑部调节)的细胞形态和对齐变化。基于成像和单细胞转录组模态,我们发现发育神经上皮内的腔膨胀和细胞形型组成与涉及细胞外基质(ECM)路径调节剂和机械素的基因的调节程序的调节有关。我们表明,外的矩阵增强了管腔膨胀以及脑形成,并且在没有外源基质的情况下生长的无引导器官会改变形态,随着神经犯罪和尾巴化的组织认同的增加。总的来说,我们的工作为研究人脑形态动力学提供了新的攻击,并支持一种观点,即在大脑区域化过程中,矩阵挂钩的机械感应动力学起着核心作用。矩阵诱导的区域引导和管腔形态发生与Wnt和Hippo(YAP1)信号通路有关,包括对Wnt配体分泌介质(WLS)的空间限制诱导,标志着非远程脑脑脑区域的最早出现。