Mapping dentate Gyrus development at single-cell resolution: insights into cyclin D2 and adult neural stem cell establishment

Der Hippocampus ist eine Schlüsselstruktur des Gehirns, die an der Gedächtnisbildung und der emotionalen Regulierung beteiligt ist und die lebenslange Neurogenese durch adulte neurale Stammzellen (aNSCs) unterstützt, die in der SGZ des Gyrus dentatus (DG) ansässig sind. Die Bildung dieses aNSC-Pools während der frühen postnatalen Entwicklung ist für die Aufrechterhaltung der Plastizität und Funktion des Hippocampus während des gesamten Lebens unerlässlich. Eine Störung der Bildung oder Aufrechterhaltung dieses Pools wurde mit kognitiven Defiziten, veränderter synaptischer Plastizität und dem frühen Auftreten neurodegenerativer und psychiatrischer Erkrankungen in Verbindung gebracht. Trotz der Bedeutung der Bildung dieses aNSC-Pools ist dessen Ontogenese nach wie vor umstritten. Das Kontinuumsmodell geht von einer kontinuierlichen Abstammung von Homeodomain-Protein-Box-positiven (HopX+) embryonalen Vorläufern aus. Es gibt jedoch immer mehr Hinweise darauf, dass aNSCs in einem kritischen frühen postnatalen Fenster aus Vorläufern entstehen, die sich bereits in der DG befinden, wobei dieser Prozess durch Cyclin D2 streng reguliert wird. Fehlt dieses Cyclin, wie bei Mäusen mit Cyclin D2-Knockout (D2KO) gezeigt, ist die Bildung des Pools prototypischer, sich selbst erneuernder aNSCs vollständig beeinträchtigt. Dies führt zu strukturellen Defiziten in der DG und einer drastischen Verringerung der neurogenen Kapazität im Erwachsenenalter. Um die zeitliche Dynamik der Bildung von aNSC-Pools zu untersuchen und die Rolle von Cyclin D2 in diesem Prozess aufzuklären, wurde in dieser Arbeit die Einzelzell-Ribonukleinsäuresequenzierung (scRNA-seq) eingesetzt, um ein Profil von mehr als 150.000 Wildtyp- (WT) und D2KO-Maus-DG-Zellen entlang sieben wichtiger Entwicklungszeitpunkte von der Geburt bis zum Erwachsenenalter zu erstellen.