Нейруляция и дифференцировка нейроэктодермы

их смыкание с образованием трубки.

Вторичная нейруляция (крестцовый отдел и каудальнее)

– без образования нервных валиков, за счет эпителизации клеток остатка первичной полоски.

поднимаются за счет пролиферации и разрастания головной мезенхимы.



2 этап: нервные

валики “выворачиваются” за счет формирования зон пролиферации и клеточной гибели и сокращения актиновых микрофоламентов в клетках.

Andrew J. Copp, Nicholas D. E. Greene & Jennifer N. Murdoch
The genetic basis of mammalian neurulation Nature Reviews Genetics 4, 784-793, 2003

Murdoch
The genetic basis of mammalian neurulation Nature Reviews Genetics

4, 784-793, 2003

В области первичной нейруляции - замыкание нервной трубки за счет поднятия и замыкания валиков в нескольких точках:

Закрытие 1 – на границе заднего и спинного мозга
Закрытие 2 – на границе переднего и среднего мозга (forebrain/midbrain boundary)
Закрытие 3 – в области переднего мозга

У мышей различных линий точка закрытия 2 может быть сдвинута антериорнее или постериорнее.

У мышей с более антериорным расположением точки 2 чаще встречаются незакрытия нервной трубки

1» нервная трубка от среднего мозга до нижней части позвоночника

остается открытой (краниоспондилосхизом (craniorachischisis) (рис.а). Обычно «закрытие 2» и «закрытие 3» у таких эмбрионов нормальное, поэтому у них закрытые и относительно хорошо развитые передний мозг и передняя часть среднего мозга.

При нарушении или отсутствии «закрытия 2» развивается экзэнцефалия (рис.b). Последующая дегенерация нервных валиков ведет к превращению экзэнцефалии (на поздних стадиях беременности) в анэнцефалию, при которой свод черепа отсутствует, а мозговая ткань разрушена.

Отсутствие «закрытия 3» ведет к анэнцефалии, ограниченной областью переднего мозга и часто ассоциируется с уродствами «расщепления лица».

Если распространение закрытия нервной трубки не может быть завершено в области позвоночного столба, то задняя часть нейропора остается открытой, что ведет к spina bifida (его также называют миелоцеле или грыжей спинного мозга (myelocele) или миеломенингоцеле или грыжей спинного мозга и мозговых оболочек (myelomeningocele) (Рис.b). 

by lamellipodial cell protrusions from the apposing neural fold apices.
b

| The protrusions interdigitate, which leads to adhesion and fusion of the neural folds.
c | Subsequent remodelling of the epithelia, which is accompanied by apoptotic cell death, leads to disruption of the connection between the surface (non-neural) ectoderm (green) and neuroepithelium on each side, and the establishment of separate surface ectodermal and neuroepithelial continuity across the midline.

Слияние нервных валиков

Andrew J. Copp, Nicholas D. E. Greene & Jennifer N. Murdoch
The genetic basis of mammalian neurulation Nature Reviews Genetics 4, 784-793, 2003

и др.) и
Сигнальных молекул (Delta, Notch, Serrate) определяет спецификацию

нейральных клеток в Д-В-направлении

mutants. Different vertebral elements are denoted by unique shapes, shown

in the bottom panel .
Aqua-shaded areas demonstrate the regions of anterior homeotic transformations of the somite-derived primaxial phenotypes. Purple-shaded areas show the lateral plate-derived, abaxial phenotypes for each group. The orange background highlights the regions of phenotypic overlap between adjacent paralogous mutants.

http://scienceblogs.com/pharyngula/2007/09/the_hox_code.php

экспрессия НОХ-генов
Миграция клеток нервного гребня:
головная область
HOX не экспрессируются

в r1, так как их экспрессию блокирует FGF-8

кожи

мигрирующих каудальнее 6-й жаберной дуги

ранний маркер глиальных клеток, потом – GFAB, Винментин и FABP7

лиганда Delta и трансмембранного рецептора Notch.

Delta – обнаруживается как в

генерирующих, как и воспринимающих сигнал клетках), поступает в лизосомы (by dynamin- and neuralized-dependent endocytosis).

Notch - может взаимодействовать с Delta как своей (cis-взаимодействие), так и соседней клетки (trans-взаимодействие). После формирования trans-комплекса:
1) от Notch отрезвется внеклеточный домен (он потом утилизируется в клктке, генерирующей сигнал).
2) От остатка Notch отрезается внутриклеточный домен, который транспортируется в ядро (трансдукция Notch-сигнала).

The endocytosis of Delta bound to Notch extracellular domain in signal-generating cells and/or Delta alone in signal-receiving cells is necessary for maximum Notch signalling.

http://www.nature.com/nrm/journal/v3/n8/fig_tab/nrm883_F4.html

Nature Reviews Molecular Cell Biology 3, 600-614 (August 2002)

субвентрикулярная зона; 3— промежуточная зона;
4 — корковая пластина; 5—

краевая зона;

поперечный срез закладки
головного мозга

внутренняя поверхность

5

4



3








2
1

Радиальная глия – разметка коры; биполярные нейроны мигрируют по радиальной глие, следуя изгибам отростков глиальных клеток (чем больше и сложнее мозг, тем больший процент нейронов следует по пути радиальной миграции: у мыши – около 75%, у человека – около 90%); после окончания кортикогенеза клетки радиальной глии превращаются а астроциты.

отделах эмбрионального мозга мыши на разных сроках развития (в днях).

Из публикации Kirsch et al., 2008.

образующиеся нейроны, которые заселяют маргинальную зону коры мозга; синтезируют и

секретируют гликопротеин рилин (reelin).

У мутантных по нему мышей нарушена моторика
reeler - («крутящийся»).

Рилин крайне важен для правильной миграции кортикальных нейронов.

Нарушенный кортикогенез у мыши-мутанта reeler (гликопротеин рилин отсутствует).
В эмбриогенезе нарушено позиционирование формирующихся клеточных слоев коры (слои коры инвертированы)

отростка мотонейрона.