The temporal lobe of the human brain contains the entorhinal cortex (EC). This region of the brain is a highly interconnected integrative hub for sensory and spatial information; it also has a key role in episodic memory formation and is the main source of cortical hippocampal inputs1-4. The human EC continues to develop during childhood5, but neurogenesis and neuronal migration to the EC are widely considered to be complete by birth. Here we show that the human temporal lobe contains many young neurons migrating into the postnatal EC and adjacent regions, with a large tangential stream persisting until the age of around one year and radial dispersal continuing until around two to three years of age. By contrast, we found no equivalent postnatal migration in rhesus macaques (Macaca mulatta). Immunostaining and single-nucleus RNA sequencing of ganglionic eminence germinal zones, the EC stream and the postnatal EC revealed that most migrating cells in the EC stream are derived from the caudal ganglionic eminence and become LAMP5+RELN+ inhibitory interneurons. These late-arriving interneurons could continue to shape the processing of sensory and spatial information well into postnatal life, when children are actively interacting with their environment. The EC is one of the first regions of the brain to be affected in Alzheimer's disease, and previous work has linked cognitive decline to the loss of LAMP5+RELN+ cells6,7. Our investigation reveals that many of these cells arrive in the EC through a major postnatal migratory stream in early childhood.

The entorhinal cortex (EC) is a highly-interconnected hub for multisensory integration and memory processing 1–3 , containing diverse neuronal subtypes 4,5 including subpopulations that are uniquely spatially-tuned 6,7 . Although many spatial and memory functions develop in infancy, it is considered that neurogenesis and neuronal migration to the EC occurs prenatally. Here we show that the postnatal human temporal lobe contains a prominent stream with large chains of young migrating neurons and many individual neurons breaking away directed into the EC. The EC stream forms between the second and third trimesters of prenatal development when the lateral ventricle walls in the temporal lobe collapse, displacing the subventricular zone (SVZ) and dividing radial glia. At birth, the EC stream follows a path of radial glial fibers in the site of the collapsed ventricle. Migratory chains persist up to 11 months postnatally; however, many individually migrating young neurons can still be detected in the EC at 2 years of age and a few isolated cells at 3 years of age. Within the EC at birth, immature neurons are a mixed population expressing markers of the medial ganglionic eminence (MGE) and caudal ganglionic eminence (CGE), but postnatally rapidly become primarily CGE-derived. Using single-nuclei RNAseq we identified these lineages and found that the MGE-derived neurons matured at earlier postnatal ages compared to those derived from the CGE. The CGE interneurons arriving and maturing the latest included subtypes expressing calretinin (CR), reelin (RELN), and vasoactive intestinal protein (VIP) many of which settle in layer II of the entorhinal cortex. This study reveals that the human EC is still being constructed during the first years of life revealing the largest known postnatal stream of migratory neurons in humans. The protracted postnatal arrival of a diverse population of interneurons could contribute to plasticity 8,9 and proper excitation-inhibition balance 10,11 within these highly connected brain circuits.

Fractones are extracellular matrix structures in the neural stem cell niche of the subventricular zone (SVZ), where they appear as round deposits named bulbs or thin branching lines called stems. Their cellular origin and what determines their localization at this site is poorly studied and it remains unclear whether they influence neural stem and progenitor cells formation, proliferation and/or maintenance. To address these questions, we analyzed whole mount preparations of the lateral ventricle by confocal microscopy using different extracellular matrix and cell markers. We found that bulbs are rarely connected to stems and that they contain laminin α5 and α2 chains, respectively. Fractone bulbs were profusely distributed throughout the SVZ and appeared associated with the center of pinwheels, a critical site for adult neurogenesis. We demonstrate that bulbs appear at the apical membrane of ependymal cells at the end of the first week after birth. The use of transgenic mice lacking laminin α5 gene expression (Lama5) in endothelium and in FoxJ1-expressing ependymal cells, revealed ependymal cells as the source of laminin α5-containing fractone bulbs. Loss of laminin α5 from bulbs correlated with a 60% increase in cell proliferation, as determined by PH3 staining, and with a selective reduction in the number of quiescent neural stem cells in the SVZ. These results indicate that fractones are a key component of the SVZ and suggest that laminin α5 modulates the physiology of the neural stem cell niche.

Neurogenesis and gliogenesis continue in the Ventricular-Subventricular Zone (V-SVZ) of the adult rodent brain. B1 cells are astroglial cells derived from radial glia that function as primary progenitors or neural stem cells (NSCs) in the V-SVZ. B1 cells, which have a small apical contact with the ventricle, decline in numbers during early postnatal life, yet neurogenesis continues into adulthood. Here we found that a second population of V-SVZ astroglial cells (B2 cells), that do not contact the ventricle, function as NSCs in the adult brain. B2 cell numbers increase postnatally, remain constant in 12-month-old mice and decrease by 18 months. Transcriptomic analysis of ventricular-contacting and non-contacting B cells revealed key molecular differences to distinguish B1 from B2 cells. Transplantation and lineage tracing of B2 cells demonstrate their function as primary progenitors for adult neurogenesis. This study reveals how NSC function is relayed from B1 to B2 progenitors to maintain adult neurogenesis.

Abstract The ventricular-subventricular zone (V-SVZ) is home to the largest neurogenic niche in the adult mouse brain. Previous work has demonstrated that resident stem cells in different locations within the V-SVZ produce different subtypes of new neurons for the olfactory bulb. While great progress has been made in understanding the differences in regional stem cell potential using viral and genetic lineage tracing strategies, the core molecular heterogeneity that underlies these regional differences is largely unknown. Here we present single whole-cell and single nucleus sequencing datasets of microdissected adult mouse V-SVZ, and evidence for the existence of two broad populations of adult neural stem cells. By using spatially resolved microdissections in the single nucleus sequencing dataset as a reference, and mapping marker gene expression in the V-SVZ, we find that these two populations reside in largely non-overlapping domains in either the dorsal or ventral V-SVZ. Furthermore, we identified two subpopulations of newly born neurons that have gene expression consistent with dorsal or ventral origins. Finally, we identify genes expressed by both stem cells and the neurons they generate that specifically mark either the dorsal or ventral adult neurogenic lineage. These datasets, methods and findings will facilitate the study of region-specific regulation of adult neurogenesis.