Источником нейронов и глии являются мультипотентные клетки предшественники. Полностью дифференцированные клетки м.б. нейронами, астроцитами или олигодендроцитами.
На ст. Е13-14 у крыс нейроэпителиальные (НЭ) клетки, экспрессирующие нестин промежуточных филамент, делятся внутри вентикулярной зоны развивающегося головного мозга. На Е16 развивается субвентрикулярная зародышевая зона, а постмитотические нейроны начинаю обнаруживаться как в вентрикулярной, так и субвентрикулярной зоне. Эти нейроны мигрируют вдоль клеток радиальной глии к месту назначения в глубоком кортикальном слое со ст Е17 и до Е21. На ст. Е19 большая часть истощенной вентрикулярнрой зоны прекращает продуцировать нейроны, тогда как субвентрикулярная зона продолжает генерировать нейроны, а теперь еще и глиальные клетки. Нейроны из субвентрикулярной зоны мигрируют, чтобы сформировать поверхностные слои коры с Е21 до 3-го постнатального дня развития (Р3). Со ст. Е21 субвентрикулярная зона продуцирует только глиальные клетки.
Бипотентные клетки кортикальных предшественников
Было установлено, что нестин-позитивные нейроэпителиальные (НЭ) клетки из кортекса эмбрионов 14-дневных крыс коэкспрессируют поверхностные рецепторы для cilliary neurotrophic factor (CNTF) и platelet-derived growth factor (PDGF) факторов. Оба набора этих рецепторных белков функциональны в нейроэпителиальных клетках. 30 сек. воздействие CNTF инструктирует эти клетки приобретать судьбу астроцитов. Кратковременое воздействие PDGF инициирует нейрональную дифференцировку. При встрече конфликтующих сигналов PDGF доминирует над CNTF. Более того CNTF-обработанные нейроэпителиальные клетки м.б. передетерминированы последующей обработкой PDGF и формируют нейроны вместо астроцитов. Бипотентные клетки-предшественники перерабатывают конфликтные сигналы иерархически.
PDGF стимуляция ведет к активации МАР киназы внутри НЭ клеток. CNTF стимуляция индуцирует быструют и кратковременную активацию молекул, переносящих сигналы, gp130 и STAT 1, а также STAT 3. Обработка CNTF ведет к пролонгированной активации JAK-STAT пути. Клетки стимулировали в отсутствие bFGF. Клональный анализ показал, что хотя значительное большинство НЭ клеток недифференцировано во время сбора культуральных клеток, не все из них обязательно недетерминированы. Фактически примерно 1/3 клеток, по-видимому, детерминирована к нейрональной судьбе в отсутствиии in vitro PDGF стимуляции, это указывает на то, что они будучи in vivo уже испытали влияние PDGF.
Предполагается, что по умолчанию судьба НЭ клеток нейрональная, а для развития глии требуется экспозиция дополнительных сигналов. Полученные результаты не согласуются с этой гипотезой, так как для образования зачительного количества нейронов необходимо присутствие PDGF. Клетки вентрикулярной зоны первоначально экспрессируют низкие уровни EGFR и отвечают на EGF дифференцировкой в нейроны. На поздних стадиях развития клетки (теперь часть субвентрикулярной зоны) делятся и дифференцируются в астроциты в ответ на EGF. Так как культуры авторов не содержали EGF, то полученные им результаты указвают на множественность путей дифференцировки в астроциты в ЦНС. Возможно, что in vivo STAT-зависимые сигналы для формирования астроцитов не м. дейстовать до тех пор, пока Ras-зависимые сигналы для формирования нейронов не будут удалены. С этим согласуется снижение в субвентрикулярной зоне экспрессии PDGF после ст. Е19, когда и начинают появляться астроциты.
A unified hypothesis on the lineage of neural stem cells
Arturo Alvarez-Buylla, Jose Manuel Garcia-Verdugo & Anthony D. Tramontin
Nature Reviews Neuroscience 2, 287 -293 (2001)
(Рис.1.) | Classical and proposed stem-cell lineages.
(Рис.2.) | Architecture and putative lineages in the adult subventricular zone.
(Рис.3.) | Time-lapse videomicroscopy of radial glial-cell division.
(Рис.4.) | Unified hypothesis for neural stem-cell development.
(Рис.5.) | Oak versus pine-tree models of neural stem-cell lineages.
Arturo Alvarez-Buylla, Jose Manuel Garcia-Verdugo & Anthony D. Tramontin
Nature Reviews Neuroscience 2, 287 -293 (2001)
(Рис.1.) | Classical and proposed stem-cell lineages.
(Рис.2.) | Architecture and putative lineages in the adult subventricular zone.
(Рис.3.) | Time-lapse videomicroscopy of radial glial-cell division.
(Рис.4.) | Unified hypothesis for neural stem-cell development.
(Рис.5.) | Oak versus pine-tree models of neural stem-cell lineages.
Многие годы предполагалось, что нейроны и глия ЦНС возникают из двух отдельных пулов предшественников, которые рано расходятся во время эмбриогенеза. Однако появилось много доказательств того, что нейральные стволовые клетки персистируют и во взрослом мозге и что нейрогенез м. происходить в ограниченных областях ЦНС. Неожиданно, эти стволовые клетки обнаруживают характеристики полностью дифференцированной глии. Нейроэпителиальные стволовые клетки в эмбриональной нервной трубке не обнаруживают глиальных характеристик. В развивающемся головном мозге радиальная глия продуцирует кортикальные астроциты, но последние данные показывают, что радиальная глия м. также делиться асимметрично, продуцируя кортикальные нейроны. В обзоре рассматривается предположение, что стволовые клетки в ЦНС содержатся внутри клона нейроэпителиальных радиальных глиальных астроцитов.
| Sally Temple Stem cell plasticity - building the brain of our dreams Nature Reviews Neuroscience 2, 513 -520 (2001) Взрослые нейральные стволовые клетки высоко пластичны , а некоторые типы не-нейральных стволовых клеток м. генерировать нейральное потомство.
 (Рис.1.) | Examining the neuropotency of stem cells.  (Рис.2.) | Blastocyst chimaeras made with adult neural stem cells.  (Рис.3.) | Can non-neural stem cells generate neurons? |
| |
| Bmi-1 cooperates with Foxg1 to maintain neural stem cell self-renewal in the forebrain Christopher A. Fasano, Timothy N. Phoenix, Erzsebet Kokovay, Natalia Lowry, Yechiel Elkabetz, John T. Dimos, Ihor R. Lemischka, Lorenz Studer and Sally Temple doi: 10.1101/gad.1743709 Genes & Dev. 2009. 23: 561-574 / Article |