Истмический организатор

Истмический организатор , или перешеек-организатор , также известный как граница среднего и заднего мозга ( MHB ), представляет собой вторичную область-организатор, которая развивается на стыке среднего мозга и метэнцефалона (эмбрионального заднего мозга ). ^[1] MHB экспрессирует сигнальные молекулы , которые регулируют дифференцировку и формирование паттерна соседнего нейроэпителия . Это позволяет развивать средний и задний мозг , а также определять подтипы нейронов в этих регионах. ^[2] Тот факт, что MHB достаточно для развития среднего и заднего мозга, был показан в эксперименте , в котором перепела MHB клетки , трансплантированные в передний мозг цыпленка, смогли индуцировать эктопию среднего мозга и мозжечка . ^[3]

Развитие перешейка (MHB)

Развитие и расположение MHB опосредовано факторами транскрипции Otx2 и Gbx2 . ^[2] Otx2 экспрессируется , в передней части нервной трубки а клетки задней нервной трубки экспрессируют Gbx2 . ^[3] Эти два фактора транскрипции гомеодомена активируются Irx1 , а затем перекрестно ингибируют друг друга в развивающейся центральной нервной системе (ЦНС). ^[3] Это приводит к созданию определенной границы, которая становится областью истмического организатора после закрытия нервной трубки. ^[2]

Сигнальные молекулы

Обычный комбинированный паттерн экспрессии всех участвующих сигнальных молекул необходим для формирования и поддержания MHB, а также для развития среднего мозга и мозжечка. Следующие три сигнальные молекулы действуют во взаимосвязанной сети, создавая и поддерживая MHB. ^[3] Потеря любого из них приводит не только к снижению экспрессии двух других, но также к частичной или полной потере среднего и заднего мозга.

Fgf8

Взаимодействие между Otx2 и Gbx2 в MHB приводит к экспрессии фактора роста фибробластов 8 (Fgf8) . что из известных изоформ Fgf8 Было показано , Fgf8a преобладает и Fgf8b экспрессируются в истмическом организаторе, причем . Fgf8b ^[1] Экспрессия Fgf8 приводит к активации En1 в клетках, которые экспрессируют как Irx1 , так и Otx2 .

Было показано, что Fgf8 является организующей молекулой в MHB в ходе эксперимента, в котором шарик, нагруженный Fgf8, был помещен в более переднюю область нервной трубки. ^[3] Это привело к образованию нового эктопического MHB и показало, что Fgf8 может имитировать активность MHB, индуцируя образование структур среднего и заднего мозга из передних тканей .

Передача сигналов Fgf8 в MHB в сочетании с экспрессией Otx2 индуцирует дифференцировку дофаминергических нейронов в среднем мозге. С другой стороны, когда экспрессия Fgf8 распространяется в задний мозг , экспрессирующий Gbx2 , это приводит к дифференцировке серотонинергических нейронов. На более позднем этапе эмбрионального развития экспрессия Fgf8 локализуется в ростральных клетках, большинство экспрессирующих Gbx2 (каудальная область MHB) в нервной трубке. ^[4]

Wnt1

Wnt1 экспрессируется в основном во всем среднем мозге ( клетках, экспрессирующих Otx2 ). сначала ^[5] Как только формируется граница среднего и заднего мозга, экспрессия Wnt1 локализуется в верхней пластинке нервной трубки и в задней области среднего мозга. В MHB Wnt1 играет роль в пролиферации клеток, а также поддерживает экспрессию FGF8 .

Гравальед-1

Транскрипционный фактор En1 экспрессируется в MHB. В клетках, которые экспрессируют как Otx2 , так и Irx1 , En1 активируется передачей сигналов Fgf8. Экспрессия En1 в клетках, которые экспрессируют как Pax2 , так и Otx2, приводит к идентичности/судьбе среднего мозга. ^[5]

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б Накамура, Х; Ватанабэ, Ю (2005). «Организатор перешейка и регионализация среднего и заднего мозга» . Международный журнал биологии развития . 49 (2–3): 231–5. дои : 10.1387/ijdb.041964hn . ПМИД 15906236 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Сигельбаум, Стивен А. и А. Джеймс Хадспет. Принципы нейронауки. Ред. Эрик Р. Кандел, Джеймс Х. Шварц и Томас М. Джесселл. Том. 5. Нью-Йорк: МакГроу-Хилл, 2013. ^{[ необходимы страницы ]}
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Санес, Д; Рех, Т; Харрис, В. (2012). «Глава 2: Полярность и сегментация». Развитие нервной системы (3-е изд.). Берлингтон, Массачусетс: Академическая пресса. стр. 23–48. ISBN 9780080923208 .
^ Вурст, В; Балли-Куиф, L (февраль 2001 г.). «паттерн нервной пластинки: выше и ниже истмического организатора». Обзоры природы. Нейронаука . 2 (2): 99–108. дои : 10.1038/35053516 . ПМИД 11253000 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Накамура, Х; Катахира, Т; Мацунага, Э; Сато, Т. (сентябрь 2005 г.). «Организатор перешейка для развития среднего и заднего мозга». Обзоры исследований мозга . 49 (2): 120–6. дои : 10.1016/j.brainresrev.2004.10.005 . ПМИД 16111543 .

[Nakamura,_Harukazu_and_Yuji,_2003-1] Перейти обратно: ^а ^б Накамура, Х; Ватанабэ, Ю (2005). «Организатор перешейка и регионализация среднего и заднего мозга» . Международный журнал биологии развития . 49 (2–3): 231–5. дои : 10.1387/ijdb.041964hn . ПМИД 15906236 .

[Kandel,_2013-2] Перейти обратно: ^а ^б ^с Сигельбаум, Стивен А. и А. Джеймс Хадспет. Принципы нейронауки. Ред. Эрик Р. Кандел, Джеймс Х. Шварц и Томас М. Джесселл. Том. 5. Нью-Йорк: МакГроу-Хилл, 2013. ^{[ необходимы страницы ]}

[Sanes-3] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Санес, Д; Рех, Т; Харрис, В. (2012). «Глава 2: Полярность и сегментация». Развитие нервной системы (3-е изд.). Берлингтон, Массачусетс: Академическая пресса. стр. 23–48. ISBN 9780080923208 .

[Wurst_2001-4] Вурст, В; Балли-Куиф, L (февраль 2001 г.). «паттерн нервной пластинки: выше и ниже истмического организатора». Обзоры природы. Нейронаука . 2 (2): 99–108. дои : 10.1038/35053516 . ПМИД 11253000 .

[Nakamura,_Harukazu,_et_al._2005-5] Перейти обратно: ^а ^б Накамура, Х; Катахира, Т; Мацунага, Э; Сато, Т. (сентябрь 2005 г.). «Организатор перешейка для развития среднего и заднего мозга». Обзоры исследований мозга . 49 (2): 120–6. дои : 10.1016/j.brainresrev.2004.10.005 . ПМИД 16111543 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]