细胞大小凌驾于果蝇神经节母细胞命运决定之上

生物学中细胞大小的差异极为显著，而细胞大小与功能之间的联系是基础性问题。不对称分裂的果蝇神经干细胞（又称神经母细胞）每次分裂都会产生一个较大的神经母细胞和一个较小的神经节母细胞（GMC）。然而，GMC为何必须小于神经母细胞，至今仍 largely 未得到解释。在此，我们开发了急性且可逆的方法，可在一次神经母细胞分裂过程中改变子细胞大小，同时保留皮层极性和命运决定因子的不对称遗传。我们鉴定出非典型蛋白激酶C（aPKC）是大小不对称性的调节因子，并发现短暂、部分地共同抑制aPKC和Rho激酶（果蝇中的Drok），可产生大小各异的子细胞，其中包括大小近乎对称的姐妹细胞，同时保持细胞极性。我们发现，当子细胞超过某一大小阈值时，即使遗传了GMC命运决定因子，仍会保留类似神经母细胞的特性：反复分裂、呈现神经母细胞样的细胞周期时序，并发生大小不对称分裂。相较之下，低于此阈值的较小子细胞则遵循类似GMC的发育轨迹。因此，在果蝇I型神经母细胞中，子细胞大小可调节谱系行为；对于足够大的子细胞，大小甚至能够凌驾于遗传的命运信号之上。

生物学中细胞大小差异极大，而细胞大小与功能之间的关联是基础性问题。非对称分裂的果蝇神经干细胞（也称神经母细胞）每次分裂都会产生一个较大的神经母细胞和一个较小的神经节母细胞（GMC）。然而，GMC为何必须小于神经母细胞，至今在很大程度上仍未得到解释。在本研究中，我们开发了急性且可逆的方法，在保持皮层极性及命运决定因子非对称遗传的同时，改变单次神经母细胞分裂产生的子细胞大小。我们鉴定出非典型蛋白激酶C（aPKC）是大小不对称性的调节因子，并表明短暂、部分地共同抑制aPKC和Rho激酶（果蝇中的Drok），可产生大小各异的子细胞，其中包括大小近乎对称的姐妹细胞，同时保持极性。我们发现，超过某一大小阈值后，子细胞即使继承了GMC决定因子，仍会保留类似神经母细胞的特性：它们会反复分裂，细胞周期时序与神经母细胞相似，并发生大小不对称分裂。相比之下，低于这一阈值的较小子细胞则遵循类似GMC的发育轨迹。因此，在果蝇I型神经母细胞中，子细胞大小可调节谱系行为；对于足够大的子细胞而言，大小甚至可以凌驾于遗传的命运信号之上。

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关键词：果蝇神经母细胞 · 细胞大小 · 细胞命运决定 · 不对称分裂 · aPKC与Rho激酶

原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.08.750127v1?rss=1