PATTERNING THE CRANIAL NEURAL CREST: HINDBRAIN SEGMENTATION AND HOX GENE PLASTICITY
Paul A. Trainor & Robb Krumlauf
Nature Reviews Neuroscience 1, 116 -124 (2000)
Nature Reviews Neuroscience 1, 116 -124 (2000)
(Рис.1.) | Hindbrain segmentation and gene expression
(Рис.2.) | Plasticity of Hox gene expression in the hindbrain and neural crest cells.
(Рис.3.) | Regulation of Hoxa2 and Hoxb1 in hindbrain and neural crest cells.
(Рис.4.) | Mechanism for hindbrain segmentation and the establishment of Hox gene expression domains.
Черепнолицевое развитие тесно связано с процессами сегментации заднего мозга на бомбомеры. Эта сегментация является критической для соотв. развития краниальных нервов и предопределния путей миграции клеток нейрального гребня к периферии.
Имеется молекулярная корреляция сегментации заднего мозга и экспрессии двух семейств генов, существенных для установления компартментов и предопределния качественных особенностей сегментов - ephrin/Eph рецепторы и Hox транскрипционные факторы. Экспрессия Hox генов не является мсключительной для самого заднего мозга, имеются доказательства, что клетки нейрального гребня, занимающие бранхиальные дуги, м. оказывать прямое влияние на формирование черепнолицевого паттерна. Показано, что морфогенетическая программа и Hox генетический код клеток нейрального гребня необходимы перед миграцией из нервной трубки и переносятся ими на периферию. Эта идея подтверждается экспериментами по трансплантации ромбомеров.
Показано, что морфогенетическая программа и экспрессия генов Hox не являются детерминированными необратимо, но обнаруживают признаки пластичности. Трансплантации ромбомеров у эмбрионов кур в более каудальное положение по отношению к отическому пузырьку, а также повороты ромбломеров и их удаление показали, что средовые факторы м. влиять на судьбу мигрирующих клеток нейрального гребня, хотя доказательства не всегад однозначны.
У др. видов также получены доказательства пластичности экспрессии генов Hox. Пересадки небольших количеств клеток показывают, что размеры клеточных сообществ являются важным детерминантом степени пластичности, очень маленькие транплантаты или индивидуальные клетки более чувствительны к средовым влияниям. В самом деле, эта зависимость от размеров сообщества м. помочь объяснить гетерогеннность результатов, наблюдаемую у эмбрионов кур.
Регуляторные последовательности, которые управляют регион-специфичной экспрессией Нох генов, начинают выявляться. Возможно, что независимые регуляторные элементы м.б. использованы для контроля их экспрессии в производных мезенхимы или клеток нейрального гребня.
Пластичность, наблюдаемая на уровне отдельной клетки, индуцируемая средовыми сигналами, м.б. важной для установления точных границ в заднем мозге. Этот феномен в комбинации с ephrin/Eph receptor-обусловленной сегрегацией м. обеспечивать механизм генерации точных ромбомерных территорий во время развития.