L'hipotàlem és una de les regions cerebrals més complexes del sistema nerviós central, i les seves neurones són molt diverses i controlen l'homeòstasi del cos dels mamífers mitjançant la regulació del nervi autònom, els comportaments endocrins i instintius. L'hipotàlem no només assegura la supervivència individual regulant l'alimentació individual, l'aigua potable, la temperatura corporal, el son, la pressió osmòtica i el ritme circadià, sinó que també controla l'inici de la pubertat i la capacitat reproductiva sexual per garantir la reproducció de la població. Tot i que tenim una visió profunda de com l'hipotàlem regula l'alimentació, el son i la temperatura corporal, encara es desconeix el mecanisme implicat en la regulació de l'inici de la pubertat, que està catalogat com un dels 125 reptes científics més avantguardistes de la Ciència.
L'equip de Wu Qingfeng de l'Institut de Biologia Genètica i del Desenvolupament de l'Acadèmia Xinesa de Ciències i el seu equip de l'Escola de Ciències de la Vida de la Universitat de Tsinghua, van publicar un article de recerca titulat: El desplegament jeràrquic de Tbx3 dicta la identitat de les neurones KNDy hipotàlamiques per controlar la pubertat. inici en línia a la revista Science Advances.
Tot i que va revelar el mecanisme de l'inici de la pubertat dels mamífers des de la perspectiva de la programació del desenvolupament, aquest estudi també va proposar un nou paradigma que els factors de transcripció que regulen l'ogènesi del llinatge neuronal, que té una importància de referència important per a estudis teòrics posteriors.
Estudis genètics anteriors han demostrat que les mutacions en el factor de transcripció TBX3 poden causar la síndrome cubital-mamària (SUM), caracteritzada per defectes en el desenvolupament de la mama i desenvolupament anormal dels ossos de la mà i l'avantbraç, però el més destacable és el retard greu de l'inici de la pubertat en pacients amb UMS.
En el treball de l'equip de Wu Qingfeng, els investigadors van trobar que Tbx3 defineix un sublinatge de l'hipotàlem i regula positivament el procés d'establiment i manteniment del destí neuronal com a subseqüència de determinació del destí.
A nivell animal, els defectes del gen Tbx3 han retardat significativament la pubertat, han alterat els cicles del cabell femení, l'ovulació ovàrica i la infertilitat, i Tbx3 té un paper important en l'establiment i el manteniment del destí de les neurones hipotalàmiques KNDy (neurones clau que regulen l'inici de la pubertat). A nivell molecular, els dos equips van trobar que Tbx3 regula la transcripció gènica mitjançant la separació de fases per induir l'expressió de neuropèptids. En particular, cap dels múltiples mutants de TBX3 que causen UMS en humans no es va sotmetre a una separació de fases eficient i també van perdre significativament la capacitat de regular l'expressió del neuropèptid, deixant als pacients símptomes d'inici retardat de la pubertat.
En els estudis teòrics de l'establiment del llinatge hipotalàmic i la neurogènesi, en comparar dues bases de dades de transcriptoma unicel·lular, la manipulació basada en el rastreig del llinatge i la manipulació basada en gens, la troballa que els determinants del destí no només poden ocórrer d'una manera clàssica depenent del llinatge, el destí neuronal pot També es regulen de dues maneres independents del llinatge, es van anomenar individualment retenció intralineal (retenció intralineal, ILR) i interacció interlineage (inter-lineage interaction, ILI). Tots dos enfocaments també poden anar acompanyats d'una compensació independent del llinatge (linatge- compensació independent, LIC), junts, determinen el destí de les neurones del cervell durant el desenvolupament de la malaltia.
Figura: Resum de l'estudi.a. Mecanismes de determinació del destí dependents del llinatge i independents del llinatge (ILR, retenció intra-líniaxe; LIC, compensació independent del llinatge; ILI, interacció entre llinatge), b. Avenços clau realitzats a nivell molecular, cel·lular i animal (TF, factor de transcripció; UMS, síndrome de la mama del cúbit)
Els revisors van coincidir durant el procés de revisió que l'estudi era "molt interessant, aprofundit, incorporant nous recursos de dades i conceptes científics, completats amb una qualitat i estàndards molt alts, i és probable que tingui implicacions importants per al camp del desenvolupament hipotalàmic".
En conclusió, aquest estudi va prendre la investigació genètica humana com a punt d'entrada per revelar el procés que la seqüència de Tbx3 regula el destí de les neurones hipotalàmiques KNDy i després indueix l'inici de la pubertat, proporcionant una nova perspectiva sobre els mecanismes de programació del desenvolupament de l'inici de la pubertat. Els moduladors del destí hipotalàmic són elements reguladors importants que determinen el desenvolupament del destí neuronal, i encara val la pena explorar la complexa xarxa reguladora múltiple que hi ha darrere.
