ИНДУКЦИЯ НЕЙРАЛЬНОГО ГРЕБНЯ

Потомство одиночной клетки в дорсальной части нервной трубки может давать как производные нервной трубки, так и нейрального гребня.

Дифференцировка клеток внутри дорсальной части нервной трубки нуждается в сигналах от соседних тканей. Так, 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. 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 меняться 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 поддержание предшественников внутри дорсальной части нервной трубки; третья - выделение клеток нейрального гребня из нервной трубки.

МИГРАЦИЯ

Идентифицирован новый член семейтва ADAMs (A Disintegrin And Metalloprotease), который экспрессируется в клетках нейрального гребня Xenopus.

Эмбрион Xenopus. ADAM 13 мРНК локализуется в голове в потоках мигрирующих клеток нейрального гребня.

Начало миграции НГ

Клетки Нг становятся распознаваемы, когда они выделяются из нервной трубки. Этот процесс является классической эпителиально-мезенхимной конверсией. Так клетки НГ кур подавляют экспрессию neural cell adhesion molecule (N-CAM), N-cadherin и cadherin-6b, теряют свою нейроэпителиальную морфологию и активруют cadherin-7. Избыточная экспрессия N-cadherin или сadherin-7 в нервной трубке препятствует эмиграции НГ. Помимо изменений в межклеточной адгезии, должно происходить разрушение базальной мембраны, окружающей нервную трубку в областях миграции клеток НГ.

Было установлено, что RhoB, член семейства Rho GTP-связывающих белков, экспрессируется в премиграторных клетках НГ анутри дорсальной части нервной трубки и временно в ранних мигрирующих клетках НГ. Более того, ингиибирование RhoB предупреждает миграцию НГ из нервной трубки.

Выделившись из нервной трубки клетки Нг мигрируют вдоль определнных путей. Напр., в туловище они мигрируют сегмент-специфическим образом через ростральную, но не каудальную половину склеротома благодрая ингибирующему механизму, связанному со взаимодействием Eph/ephrin. Идентифицированы и другие ингибирующие молекулы. Напр., F-spondin, внеклеточная молекула, и collapsin, член семейства семафоринов. In vivo и in vitro получены доказательства, что эти молекулы играют роль в repelling клеток НГ и тем самым ограничивают их миграцию.

СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ НГ

Стволовые клетки м. определить как имеющие способность к асимметрическому делению, в результате чего они замещают самих себя и генерируют клетки для дифференцировки. Клональный анализ выявил стволовые клетки НГ, которые генерируют не только мультипотентные клетки, но и бластные клетки, дающие нейроны или глию, но не обоих. Сходные стволовые клетки обнаружены и в таком производном клеток НГ, как sciatic нерв плода, следовательно нейральные стволовые клетки персистируют, по крайней мере, на некоторых стадиях развития плода.

Спинной мозг содержит популяцию стволовых клеток, способных давать клетки НГ на стадиях после окончания эмиграции НГ из нервной трубки. Эти клетки сохраняют способность все производные клеток НГ, но, по-видидимому, теряют нейрогенную способность в конце нейрогенеза спинного мозга. Это указывает на существование общих клонов в ранней нейральной пластинке и в нервной трубке на поздних стадиях. Таким образом, нейрональные клетки НГ могут обладать свойствами, общими с классическими стволовыми нейральными клетками. По крайней мере один из дериватов НГ, Шванновские клетки, могут быть генерированы из предшественников ЦНС, выделенных из головного мозга постнатальных крыс. Neuroepithelial stem cells (NEPs), происходящие из нервной трубки, обладают способностью формировать клетки НГ в присутствии BMPs. NEPs являются непосредственными предшественниками ограниченных нейронами предшественников, которые отвечают на Shh и BMPs дифференцировкой в нейроны. Эти результаты указывают на то, что одни и те же индуктивные сигналы могут вызывать разные ответы в зависимости от компетентности отвечающих тканей.

ВЫБОР СУДЬБЫ КЛЕТКАМИ НГ

Выйдя из нервной трубки клетки НГ мигрируют специфическими путями и дифференцируют ся в нейроны, глию и не-нейрональные производные, такие как меланоциты и скелетные ткани.

Ряд ростовых факторов и их рецепторы участвуют в предопределении судьбы клеток для автономного и энтерического клонов. Напр., ВМР индуцируют нейрогенез и дифференцировку гладкомышечных клеток в клетках НГ. Дифференцировка андрогенных нейронов происходит в ответ на ВМР-2 и TGF-β1 в комбинации с факторами из других эмбриональных тканей. Нокаут GDNF и тугкупгдшты и их рецепторов (ret и ErbB) указывает на то, что они существенны для дифференцировки производных НГ симпатических и энтерических нейронов. Мыши с нулевой мутаций в гомеобоксном гене Phox2 не имеют автономных ганглиев. Так как Phox2 является существенным для экспрессии ret, то это указывает на то, что Phox2 индуцирует ret в в автономных нейронах и тем самым делает возможным проведение GDNF сигналов. Установлено, что ВМР-2 индуцирует Mash1, Phox2a и ret в стволовых клетках НГ. Более того Mash1, по-видимому, необходим и достаточен для индукции как Phox2a, так и ret и для запуска нейрональной дифференцировки, тогда как Phoxa помимо самого себя м. активровать только некоторые автономные субтип-мпецифические гены. Показано, что Phox2a необходим, но недостаочен для управления нейрональной судьбой. Следовательно, Mash1 и Phox2b, индуцируемые ВМР-2, запускают нейрональную дифференцировку.

Обнаружена экспрессия HLH zipper транскрипционного фактора Mitf в дорсальной части нервной трубки, особенно в презумптивных меланоцитах. Более того, меланоциты сильно редуцированы у Mitf-дефицитных мышей.

Neurogenins 1 и 2 у эмбрионов кур идентифицированы в сенсорных нейронах, производных НГ. Эктопическая экспрессия нейрогенинов заставляет выбирать клетками НГ судьбу сенсорных нейронов. См. здесь
Реорганизация Эпителия при формировании НГ