Формирование нервной системы нуждается, чтобы клетки не только зарождались в правильном месте, но и чтобы часто они мигрировали. Миграторные пост-митотические нейроны возникают из нейроэпителиальных предшественников, выпускают ведущие отростки и движутся, иногда во многих направлениях, в направлении своих окончательных мест предназначения (Rakic,1990,1999; Hatten,1999; Marin and Rubenstein,2003). Нарушения миграции нейронов, многие из которых ассоциируют с неподдающейся эпилепсией, проливают свет на важность собственно миграции нейронов (Copp and Harding,1999). Среди известных популяций мигрирующих нейронов, являются лицевые двигательные нейроны, которые специфицируются в ромбомере (r) 4 и затем мигрируют каудально, чтобы занять др. регионы заднего мозга (Altman and Bayer,1982; Ashwell and Watson,1983; Auclair et al.,1996; Garel et al.,2000; Studer,2001). В то время как эта каудальная миграция законсервирована между видами, ромбомеры мишени могут варьировать. Лицевые двигательный нейроны у многих видов, таких как мыши, акулы, ящерицы и саламандры заканчиваются в r5 и r6 (Barbas-Henry,1982; Roth et al.,1988; Gilland and Baker,1993; Guthrie,2007), тогда как у др. видов, таких как рыбки данио, лицевые моторные нейроны мигрируют в r6 и r7 (Chandrasekhar et al.,1997). У птиц только небольшой субнабор лицевых двигательных нейронов мигрирует каудально в r5 (Jacob and Guthrie,2000). После каудальной миграции в ромбомеры мишени лицевые двигательные нейроны движутся как латерально, так и радиально (Chandrasekhar,2004; Guthrie,2007; Song,2007).

Описаны различные молекулы, которые необходимы для миграции лицевых двигательных нейронов. Напр., лицевые двигательные нейроны экспрессируют транскрипционные факторы Nkx6.1, Hoxb1, Phox2b и Pbx4 (Goddard et al.,1996; Cooper et al.,2003; Muller et al.,2003; Pattyn et al.,2003; Guthrie,2007). Лицевые двигательные нейроны неспособны мигрировать каудально у мышей, которые лишены функции или Nkx6.1 или Hoxb1 или у которых функция Phox2a замещена на Phox2b, демонстрируя, что каждый из этих факторов необходим для инициальной фазы миграции лицевых двигательных нейронов (Goddard et al.,1996; Pattyn et al.,2000,2003; Studer,2001; Muller et al.,2003; Coppola et al.,2005; Song et al.,2006). Эмбрионы рыбок данио, которые лишены функции гена lzr/pbx4, который кодирует Hox-связывающего партнера, сходным образом обнаруживают дефекты инициации лицевых двигательных нейронов (Cooper et al.,2003). Гены неканонической Wnt/planar cell polarity (PCP) trilobite/strabismus (Bingham et al.,2002; Jessen et al.,2002), off-limits/frizzled3a (Wada et al.,2005,2006), off-road/celsr2 (Wada et al.,2006), landlocked/scribble1 (Wada et al.,2005), colgate/hdac1 (Nambiar et al.,2007) и prickle1b (Rohrschneider et al.,2007) также необходимы для каудальной миграции лицевых двигательных нейронов. Напр., frizzled3a и celsr2 экспрессируются в окружающем нейроэпителии и действуют как хеморепеленты, препятствующие лицевым двигательным нейронам инициировать их латеральное и радиальное перемещение до их вступления в r6 и r7 (Wada et al.,2006). Роль многих из этих генов участие в миграции лицевых двигательных нейронов, по-видимому, не зависит от их роли в Wnt/PCP пути, регулирующем конвергентные и вытягивающиеся перемещения клеток (Wada et al.,2005,2006; Nambiar et al.,2007). Кроме того, потеря функции tbx20, которая приводит к подавлению компонентов PCP, нарушает миграцию лицевых двигательных нейронов на нескольких этапах (Song et al.,2006). Во время специфических фаз миграции лицевые двигательные нейроны регулирует экспрессия Ret, рецепторной субъединицы GDNF (Pachnis et al.,1993) и белки клеточной поверхности TAG-1 (Furley et al.,1990) и Cadherin8 (Redies and Takeichi,1996), это открывает возможность того, что эти гены помогают устанавливать необходимые пути для миграции в каждый ромбомер (Garel et al.,2000).

Кроме того, эксперименты по тканевым трансплантациям предоставили доказательства, что r5 и r6 являются источником факторов, которые влияют на миграцию лицевых двигательных нейронов (Studer,2001). В соответствии с этими наблюдениями, мутации мышей и рыбок данио, которые нарушают развитие r5 и r6 вызывают аномальную миграцию лицевых двигательных нейронов (Moens et al.,1996; Chandrasekhar et al.,1997; Schneider-Maunoury et al.,1997; Garel et al.,2000; Studer,2001). Напр., r5 и r6 обнаруживают неправильное формирование паттерна у mafba^-/- эмбрионов, образуя один ромбомер, наз. rX (Moens et al.,1996), и миграция лицевых двигательных нейронов оказывается дезорганизованной, т.к. перемещаются каудально (Chandrasekhar et al.,1997; Bingham et al.,2010). Недавно мы показали, что нейроэпителиальные клетки из r5 и r6 у рыбок данио экспрессируют olig2, который кодирует bHLH транскрипционный фактор (Zannino and Appel,2009). Здесь мы показали, что в отсутствие функции olig2 лицевые двигательные нейроны неспособны завершать каудальную миграцию. Вместо этого, многие лицевые двигательные нейроны остаются в r4 и r5 и выглядят дезорганизованными. Наши данные открывают возможность, что olig2 вносит вклад в миграцию лицевых двигательных нейронов путем регуляции окружения в котором они мигрируют. В соответствии с этой интерпретацией экспрессия olig2 снижается, в особенности в rX у эмбрионов mafba^-/-, тогда как экспрессия в др. регионах остается неизменной, это указывает на то, что дефект миграции лицевых двигательных нейронов у этих эмбрионов обусловлен, по крайней мере, частично отсутствием функции olig2 в r5 и r6. Кроме того, mafba^-/- эмбрионы экспрессируют sdf1a, хемокин, необходимый для миграции лицевых двигательных нейронов (Sapede et al.,2005), на пониженном уровне в r6. Однако экспрессия sdf1a не изменяется у морфантов olig2, указывая тем самым, что olig2 не обязателен для экспрессии sdf1a. Это указывает на то, что и olig2 и sdf1a находятся ниже mafba и необходимы для миграции лицевых двигательных нейронов, но их функции могут быть независимы др. от др.

Сложная траектория миграции лицевых двигательных нейронов нуждается в координации прирожденных сигналов и сигналов от окружающей среды. Миграция начинается в ромбомере (r) 4, где лицевые двигательные нейроны зарождаются и перемещаются в каудальном направлении. Как только лицевые двигательные нейроны достигают своих мишеней в ромбомерах, они мигрируют латерально и радиально из вентральной части нервной трубки. У рыбок данио когда лицевые двигательные нейроны мигрируют через r5/r6, они проходят вблизи клеток, которые экспрессируют olig2, который кодирует bHLH транскрипционный фактор. В данном исследовании мы установили, что функция olig2 необходима лицевым двигательным нейронам для завершения их каудальной миграции в r6 и r7 и образования стереотипических кластеров. Кроме того, эмбрионы, лишенные функции mafba, неспособны завершать миграцию лицевых двигательных нейронов из-за отсутствия экспрессии olig2 в r5 и r6. Наши данные открывают возможность, что клетки, экспрессирующие olig2 являются промежуточными мишенями, которые помогают направлять миграцию лицевых двигательных нейронов.