С помощью электропортации клеток вызывали экспрессию Foxd3 у эмбрионов кур и было установлено, что Foxd3 м. индуцировать эктопическую экспрессию специфичных для нейрального гребня маркеров, таких как HNK1 и CAD7, вдоль всей дорсо-вентральной оси нервной трубки. Более того, электропортированные клетки были способны отделяться и мигрировать прочь от нейроэпителия. Наблюдалась также существенная редукция количества клеток, экспрессирующих специфичные для интернейронов маркеры со стороны электропортации в нервной трубке, это указывает на то, что Foxd3 кроме того супрессирует дифференцировку интернейронов.
Pax3 транскрипционный фактор, как полагают, специфицирует судьбу дорсальных клеток в нервной трубке. Dettori et al. показали, что у нокаутных Pax3 мышей экспрессия Foxd3 отсутствует каудальнее границы между задним и спинным мозгом и что эта область неспособна также генерировать нейральный гребень. Это подтверждает роль Foxd3 в спецификации нейрального гребня и что он стоит ниже Pax3.
У эмбрионов нейральный гребень является важной популяцией клеток, которая дает различные производные, включая периферическую нервную систему и черепно-лицевой скелет. Эволюционно нейральный гребень является важным новшеством у позвоночных. Классическая эмбриология идентифицировала взаимодействия между тканями, которые ведут к формированию нейрального гребня. Недавно идентифицированы гены, которые участвуют в этих взаимодействиях; установлено, что индукция нейрального гребня это сложный многоступенчатый процесс.
(Рис.1.) | Regions that form neural crest during neurulation in a hypothetical vertebrate embryo.
Дорсальные нейроэпителиальные клетки могут выбирать между несколькими судьбами; они м. стать клетками нейрального гребня, интернейронами или клетками потолочной пластинки. Dottori et al.показали, что Foxd3, по-видимому, выполняет двойную роль в спецификации дорсальных клеток - обеспечивает выбор клетками судьбы нейрального гребня и ингибирует дифференцировку интернейронов. Foxd3 достаточен для трансформации нейроэпителиальных клеток в нейральный гребень, но является ли необходимым? Экспрессия репрессора Foxd3 у Xenopus как уже было показано ингибирует формирование нейрального гребня, необходимо установить будет ли тот же эффект у эмбрионов кур и мышей.
ИНДУКЦИЯ НЕЙРАЛЬНОГО ГРЕБНЯ
Потомство одиночной клетки в дорсальной части нервной трубки может давать как производные нервной трубки, так и нейрального гребня. У мутантов narrowminded у рыбок данио отсутствует ранняя дифференцуировка клеток нейрального гребня и дифференцировка Rohon Beard сенсорных нейронов в нервной трубке.Дифференцировка клеток внутри дорсальной части нервной трубки нуждается в сигналах от соседних тканей. Так, юкстапозиция ткани нервной пластинки с не-нейральной эктодермой дает различные производные нейрального гребня, указывая тем самым, что такие сигналы важны для генерации клеток нейрального гребня. Контакт между ранней нервной пластинкой и параксиальной мезодермой может индуцировать образование меланоцитов, т.е. взаимодействие с мезодермой также важно.
Член семейства TGFβ, Dorsalin-1, ВМР-4 и ВМР-7 достаточны для замены не-нейрональной эктодермы для индукции клеток нейрального гребня in vitro. Экспрессия ВМР регулируется во времени, высокая экспрессия в ранней эктодерме, сопровождается подавлением перед закрытием нервной трубки и затем повышенная экспрессия ВМР обнаруживаетася в слитых нервных складках/верхней пластинке. После индукции нейрального гребня некоторые члены семейства TGF-β индуцируют дифференцировку клеток верхней пластинки и сенсорных нейронов в дорсальной части нервной трубки. Это указывает на то. что реакция нейроэпителия на определенные сигналы может менятьс со временем, отражая изменения компетентности ткани-реагента.
Показано, что индукция нейрального гребня м.б. многоступенчатым процессом: первая стадия - ранняя спецификация клеток нейрального гребня с помощью эктодерм/нейроэктодерма взаимодействий; вторая - пролиферация и подщдержание предшественников внутри дорсальной части нервной трубки; третья - выделение клеток нейрального гребня из нервной трубки. Функция ВМР in vivo может соответствовать поздним ступеням образования нейрального гребня. Wnt молекулы , которые связаны с пролиферацией, поддержанием и решением судьбы дериватов НГ у мышей и рыб, также участвуют в ранней индукции НГ. У Xenopus некоторые Wnt молекулы могут индуцировать образование НГ и управлять потребностью в Wnt сигналах в индукции НГ in vivo. Более того продемонстрировано, что XWnt-8-модулированные сигналы образуют латеральный домен нервной пластинки, маркированный Рах-3 и Msx-1, из которого возникают клетки Нг и Rohon Beard клетки.
Реорганизация Эпителия при формировании НГ см. здесь.
Реорганизация Эпителия при формировании НГ см. здесь.
| |
| Anne K. Knecht & Marianne Bronner-Fraser INDUCTION OF THE NEURAL CREST: A MULTIGENE PROCESS Nature Reviews Genetics 3, 453 -461 (2002) |
У эмбрионов нейральный гребень является важной популяцией клеток, которая дает различные производные, включая периферическую нервную систему и черепно-лицевой скелет. Эволюционно нейральный гребень является важным новшеством у позвоночных. Классическая эмбриология идентифицировала взаимодействия между тканями, которые ведут к формированию нейрального гребня. Недавно идентифицированы гены, которые участвуют в этих взаимодействиях; установлено, что индукция нейрального гребня это сложный многоступенчатый процесс.
(Рис.1.) | Regions that form neural crest during neurulation in a hypothetical vertebrate embryo. Клетки нейрального гребня являются популяцией мигрирующих клеток, которые возникают на границе между нейральной пластинкой и не-нейральной эктодермой.
Индукцию границы нейральной пластинки трудно; она, по-видимому, возникает в несколько этапов, а клетки обнаруживают чрезвычайную пластичность в детерминации своей клеточной судьбы (индукция экспрессии гена Slug рассматривается как совпадающая с индукцией нейрального гребня).
Предложены две модели индукции нейрального гребня: модель нейральной индукции и двух-сигнальная модель, обе базируются на взаимодействии между передачей сигналов BMP и ингибированием передачи сигналов WNT (Wingless-related) и FGF (fibroblast growth factor).
(Рис.2.) | Dynamic expression patterns of Wnts and BMPs in the ectoderm of frog and chick.
(Рис.2.) | Dynamic expression patterns of Wnts and BMPs in the ectoderm of frog and chick. Источник сигналов, которые необходимы для индукции нейрального гребня, все еще окончательно не определен — некоторые эксперименты указывают на то, что он находится в параксиальной мезодерме, тогда как другие указывают на то, что сигналы исходят из границы между эпителием и нейральной пластинкой.
Передача сигналов Notch, секретируемый белок Noelin и Narrowminded у рыбок данио также участвуют в индукции нейрального гребня.
Сигналы, которые индуцируют нейральный гребень, включают экспрессию транскрипционных факторов, таких как Slug, Pax, Fox, Zic, Sox and Meis, все они контролируют дифференцировку нейрального гребня.
Derivatives of neural-crest cells
Derivatives of neural-crest cells
Сайт создан в системе uCoz