Neurogenic Placodes
НЕЙРОГЕННЫЕ ПЛАКОДЫ
Begbie, J. & Graham, A. Integration between the epibranchial placodes and the hindbrain. Science 294, 595-598 (2001)


У взрослых позвоночных epibranchial ганглии передают сенсорную информацию из oropharyngeal полости в задний мозг. Во время развития сенсорные нейроны проникают в эти ганглии, мигрируя внутрь из эпибрахиальных плакод - утолщений поверхностной эктодермы, которые лежат в щели между глоточными дугами. Сигналы, которые ведут плакоидные клетки и их ганглиям-мишеням, неизвестны.
Метя мигрирующие epibranchial плакоидные клетки у эмбрионов кур, было установлено, что траектории этих клеток напоминают маршруты миграции определенных клеток нейрального гребня в заднем мозге. Мечение клеток нейрального гребня и клеток эпибранхиальных плакод разными маркерами показало, что мигрирующие плакодные клетки тесно примыкают к neuroglial crest, поздно мигрирующей популяции клеток, дающих нейроны и глию.
При устранении нейрального гребня у этих эмбрионов плакодные клетки оказались неспособными мигрировать прочь от поверхностного эпителия, хотя они все еще сохраняли спосбонеость дифференцироваться и давать длинные аксоны. Удаление специфических областей заднего мозга проявлялось в более локальных; напр., удаление ромбомера 4 блокировалась миграция плакодных клеток, предназначенных для geniculate ганглия.
Затем авт. удаляли не участки нервной трубки, а нейрального гребня. В этом случае плакодные клетки оказывались способными мигрировать к своим обычным мишеням, хотя потеря нейроэпителия заднего мозга все еще вызывала нарушения нахождения пути аксонами.
Это говорит о том, что устранение нейрального гребня предупреждает миграцию нейронов из эпибрахиальных плакод. Предлагается модель, согласно которой нейроглиальные слои нейрального гребня закладывают треки, когда мигрируют из нервной трубки, соответствующей заднему мозгу и эти треки затем облегчают миграцию эпибрахиальных нейрональных клеток в противоположном направлении. Это м. объяснить наблюдение, что у jawsless рыб нейральный гребень заднего мозга расщепляется на потоки. М. предположить, что такие потоки имеют древнюю (ancestral) роль в плакодной иннервации заднего мозга.

Neurogenic placodes: a commom front
A.Graham, J.Begbie
Trends Neurosci. 2000 V.23. P. 313-316

  • Производные плакод:
  • обонятельной - обонятельные рецепторные нейроны;
  • обонятельный эпителий;
  • нейроэндокринные (гонадотропин-релизинг гормон) клетки, выделяющиеся и мигрирующие в передний мозг;
  • глия
  • тройничной - сенсорные нейроны дистальных долей (офталмического и максило-мандибулярного) ганглиев V (соматосенсорного) нерва
  • отической - сенсорные волосковые клетки;
  • специализированные эпителиальные структуры уха;
  • сенсорные нейроны ганглия VIII (вестибуло-акустического) нерва
  • латеральной линии - механо- и электро-рецепторы;
  • ассоциированные сенсорные нейроны
  • эпибранхиальной - сенсорные нейроны дистальных ганглиев VII,IX и Х нервов (общего висцеросенсорного и вкусового).

  • Итак, нейроны, связанные с восприятием запаха, происходят из обонятельной плакоды; нейроны, связанные с соматосенсорной информацией о лице, происходят из тройничных плакод; нейроны, обеспечивающие слух и баланс, происходят из отической плакоды; нейроны и рецепторы для механоперцепции и электро-перцепции, происходят из плакод латеральной линии; и нейроны, связанные с восприятием вкуса и висцеро-чувствительности, происходят из эпибранхиальных плакод.


    Нейрогенные плакоды - временные эмбриональные структуры, обнаруживаемые исключительно в голове позвоночных, являются фундаментальными для формирования и организации краниальной сенсорной системы. Они идентифицируются как локальные утолщения эмбриональной эктодермы, которая генерирует нейрональные клетки.

    Neurogenic placodes form in stereotypical positions

    Как видно из рисунка


    Рис. Карта нейрогенных плакод

    Места происхождения нейрогенных плакод. Обонятельная плакода (О), тройничная со специфическими независимо метящимися долями офталмической (To)и максиломандибулярной (Tm).Расположение плакод латеральной линии показано звездочками (эта популяция отсутствует у амниот). Отическая плакода обозначена Ot, эпибранхиальные плакоды обозначенны по отдельности geniculate (G), petrosal (P), nodose (N). Fb - передний мозг, Mb - средний, r5/76 - ромбомеры 5 и 6.

    обонятельная плакода находится непосредственно перед нейральной пластинкой. Плакода, дающая тройничный ганглий, также образуется в тесной близи от ЦНС, но несколько кзади. Она собственно состоит из офтальмической и максиломандибулярной плакод, которые соединяются на границе между средним и задним мозгом. У амниот эти две плакоды дают отдельные ганглии, хотя у высших позвоночных они объединены. Офталмическая плакода обнаруживает выраженную экспрессию гена Рах3. Отическая плакода, дающаяя внутреннее ухо, располагается напротив ромбомеров 5/6 заднего мозга. У низших позвоночных имеется здесь еще группа плакод, плакоды латеральной линии (пре- и постотическая). Первоначально существовали 3 пре-отические и 3 постотические плакоды. Расположенные вентрально эпибранхиальные плакоды возникают непосредственно дорсальнее и каудальнее мест аппоциции между энтодермальными глоточными карманами и эктодермой. Наиболее ростральная из них образуется в ассоциации с первым карманом между бранхиальными дугами 1 и 2 и дает нейроны geniculate ганглия. Следующая лежит во втором кармане и дает нейроны petrosal ганглия, последняя дает нейроны nodose ганглия, она располагается поверх каудальных глоточных карманов. У анамниот она представлена несколькими плакодами.

    Induction of the neurogenic placodes

    Индукция плакод имеет ряд общих признаков. Индукция оонятельной плакоды нуждается в ранних сигналах от мезодермы и энтодермы и позднее в сигналах от ЦНС (переднего мозга). Сходные сигналы необходимы для образования отической плакоды. Способность эктодермы отвечать на этот набор сигналов (компетентность) распространена на всю краниальную эктодерму.

    Induction of the ophthalmic trigeminal placode

    Интересно, что презумптивная офталмическая эктодерма, взятая от эмбрионов на ст. 4-8 сомитов м.б. индуцирована к образованию офталмической плакоды с помощью нервной ткани любого аксиального уровня, это проявляется повешением уровня РАХ3. Следовательно, локализация плакоды связана с ограничением компетентности эктодермы. Область контакта среднего мозга и ростральной части заднего, дает перешеек (isthmus), который является источником сигналов, которые формируют паттерн этих областей. Возможно, что перешеек играет роль и в индукции тройничной плакоды. Сигнал перешейка опосредуется секретируемыми молекулами FGF8.

    Induction of the epibranchial placodes

    Эпибранхиальные плакоды образуются в щелях между бранхиальными дугами в тесной близи с двумя эмбриональными тканфми, нейральным гребнем и глоточной энтодермой, обе м. выступать как индукторы плакод. Используя маркер клеток нейрального гребня Dlx2, было показано, что эпибранхиальные плакоды могут возникать независимо от влияния нейрального гребня. Глоточная же энтодерма способна индуцировать нейрогенез непосредственно в компетентной краниальной эктодерме. Медиатором этого индуктивного взаимодействия выступает сигнальная молекула ВМР7. Что подтверждается индукцией экспрессии Phox2a (Pmx2a), эпибранхиального маркера. Функция ВМР7 ингибируется фоллистатином.

    A common placodal state?

    Плакоидное состояние не нуждается в индукции. У лягушек Eleutherodactylus coqui отсутствует личиночная стадия и не образуются плакоды латеральной линии. Оказалось, что эктодерма их потеряла компетентность отвечать на имеющиеся индукторы латеральной-линии. Итак, молодая эктодерма имеет врожденную компетентность отвечать на плакодные индукторы, но она постепенно теряется, у эмбрионов млекопитающих это измененние параллельно изменению толщины эктодермы. Толстая эктодерма не истончается только в областях будущих плакод. Потеря эктодермой компетентности важна для очерчивания областей развивающихся плакод.

    Specific placodal inducers

    Индукция эпибрахиальных и офталмической плакод связана с одиночными индукторами, которые очень различны. Эти плакоды очень сходны тем, что они генерируют исключительно сенсорные нейроны. В обоих случаях плакоды образуются в результате накопления нейрональных клеток внутри эктодермы, т.е при отсуствии вычленения нейробластов из этих структур. Эпибранхиальные плакоды для своего развития нуждаются в функции нейрогенина 2, а тройничные плакоды в функции нейрогенеина 1. Обонятельные же и отические плакоды для своего развития нуждаются во множественых индукторах, возможно это связано с тем, что они генерируют сложные сенсорные структуры. Например. отическая плакода дает сенсорные нейроны VIII ганглия, специализированные эпителиальные структуры, такие как полукружные каналы, и рецепторы, такие как Кортиев орган. Конечно образование подобных структур зависит не только от индукции плакод, но и от последующей регионализации. Вкусовые сенсорные нейроны, иннервирующие вкусовые рецепторы (вкусовые почки) происходят из эпибранхиальных плакод.

    Neurogenic placodes have different evolutionary histories

    Сравнительный анализ показал, что плакоды не образуются скопом, что некоторые из них характерны только для позвоночных.


    Сайт создан в системе uCoz