Hipotalamus adalah salah satu kawasan otak yang paling kompleks dalam sistem saraf pusat, dan neuronnya sangat pelbagai dan mengawal homeostasis badan mamalia dengan mengawal saraf autonomi, endokrin dan tingkah laku naluri. Hipotalamus bukan sahaja memastikan kelangsungan hidup individu dengan mengawal selia pemakanan individu, air minuman, suhu badan, tidur, tekanan osmotik, dan irama sirkadian, tetapi juga mengawal permulaan akil baligh dan kapasiti pembiakan seksual untuk memastikan pembiakan populasi. Walaupun kita mempunyai pandangan yang mendalam tentang cara hipotalamus mengawal pemakanan, tidur dan suhu badan, mekanisme yang terlibat dalam mengawal selia permulaan akil baligh masih tidak diketahui, yang disenaraikan sebagai salah satu daripada 125 cabaran saintifik yang paling canggih oleh Sains.
Pasukan Wu Qingfeng dari Institut Biologi Genetik dan Perkembangan, Akademi Sains China, dan pasukannya dari Pusat Pengajian Sains Hayat, Universiti Tsinghua, menerbitkan kertas penyelidikan bertajuk: Penggunaan hierarki Tbx3 menentukan identiti neuron KNDy hipotalamik untuk mengawal akil baligh bermula dalam talian dalam jurnal Science Advances.
Semasa mendedahkan mekanisme permulaan akil baligh mamalia dari perspektif pengaturcaraan perkembangan, kajian ini juga mencadangkan paradigma baru bahawa faktor transkripsi mengawal ogenesis garis keturunan neuron, yang mempunyai kepentingan rujukan penting untuk kajian teori seterusnya.
Kajian genetik yang lalu telah menunjukkan bahawa mutasi dalam faktor transkripsi TBX3 boleh menyebabkan sindrom Ulnar-mammary (UMS), yang dicirikan oleh kecacatan perkembangan payudara dan perkembangan tulang tangan dan lengan yang tidak normal, tetapi yang paling perlu diberi perhatian ialah permulaan akil baligh yang teruk pada pesakit UMS.
Dalam kerja pasukan Wu Qingfeng, para penyelidik mendapati bahawa Tbx3 mentakrifkan sublineage hipotalamus, dan secara positif mengawal proses penubuhan dan penyelenggaraan nasib neuron sebagai penentuan nasib.
Di peringkat haiwan, kecacatan gen Tbx3 telah melambatkan akil baligh dengan ketara, kitaran rambut wanita terganggu, ovulasi ovari dan ketidaksuburan, dan Tbx3 memainkan peranan penting dalam mewujudkan dan mengekalkan nasib neuron KNDy hipotalamik (neuron utama yang mengawal selia permulaan akil baligh). Di peringkat molekul, kedua-dua pasukan mendapati bahawa Tbx3 mengawal transkripsi gen melalui pemisahan fasa untuk mendorong ekspresi neuropeptida. Terutama, tiada satu pun daripada berbilang mutan TBX3 yang menyebabkan UMS pada manusia gagal menjalani pemisahan fasa yang cekap, dan mereka juga kehilangan keupayaan untuk mengawal selia ekspresi neuropeptida, menyebabkan pesakit mengalami gejala permulaan akil baligh yang tertunda.
Dalam kajian teori penubuhan keturunan hipotalamus dan neurogenesis, Dengan membandingkan dua pangkalan data transkriptom sel tunggal, manipulasi berasaskan pengesanan keturunan dan berasaskan gen, Penemuan bahawa penentu nasib bukan sahaja boleh berlaku dalam cara yang bergantung kepada keturunan klasik, Nasib neuron boleh juga dikawal dalam dua cara bebas keturunan, Mereka secara individu dinamakan pengekalan intralineage (pengekalan intra-lineage, ILR) dan interaksi interlineage (interaksi antara keturunan, ILI), Kedua-dua pendekatan juga boleh disertai dengan pampasan bebas keturunan (lineage- pampasan bebas, LIC), Bersama-sama, mereka menentukan nasib neuron di otak semasa perkembangan penyakit.
Rajah: Gambaran keseluruhan kajian.a. Mekanisme penentuan nasib yang bergantung kepada keturunan dan keturunan (ILR, pengekalan intra-keturunan; LIC, pampasan bebas keturunan; ILI, interaksi antara keturunan), b. Kemajuan utama yang dibuat pada peringkat molekul, selular dan haiwan (TF, faktor transkripsi; UMS, sindrom payudara ulna)
Penyemak semula bersetuju semasa proses semakan bahawa kajian itu "sangat menarik, mendalam, menggabungkan sumber data baharu dan konsep saintifik, dilengkapkan dengan kualiti dan piawaian yang sangat tinggi, dan berkemungkinan mempunyai implikasi penting untuk bidang pembangunan hipotalamus".
Kesimpulannya, kajian ini mengambil penyelidikan genetik manusia sebagai titik masuk untuk mendedahkan proses bahawa urutan Tbx3 mengawal nasib neuron KNDy hipotalamik dan kemudian mendorong permulaan akil baligh, memberikan perspektif baharu tentang mekanisme pengaturcaraan perkembangan permulaan akil baligh. Modulator nasib hipotalamus ialah elemen pengawalseliaan penting yang menentukan perkembangan nasib neuron, dan rangkaian pengawalseliaan berbilang kompleks di belakangnya masih bernilai diterokai.
