stringtranslate.com

Нейробласт

У позвоночных нейробласт или примитивная нервная клетка [1] — это постмитотическая клетка , которая не делится дальше [2] и которая разовьется в нейрон после фазы миграции . [3] У беспозвоночных, таких как Drosophila, нейробласты — это нейральные клетки-предшественники, которые делятся асимметрично, образуя нейробласт и дочернюю клетку различной силы в зависимости от типа нейробласта. Нейробласты позвоночных дифференцируются от радиальных глиальных клеток и стремятся стать нейронами. [4] Нейральные стволовые клетки , которые делятся только симметрично, чтобы произвести больше нейральных стволовых клеток, постепенно переходят в радиальные глиальные клетки . [5] Радиальные глиальные клетки, также называемые радиальными глиальными клетками-предшественниками, делятся асимметрично, образуя нейробласт и еще одну радиальную глиальную клетку, которая снова войдет в клеточный цикл. [5] [3]

Этот митоз происходит в зародышевом нейроэпителии (или зародышевой зоне), когда радиальная глиальная клетка делится, чтобы произвести нейробласт. Нейробласт отделяется от эпителия и мигрирует , в то время как радиальная глиальная клетка-предшественник остается в люменальном эпителии. Мигрирующая клетка не будет делиться дальше, и это называется днем ​​рождения нейрона. Клетки с самым ранним днем ​​рождения будут мигрировать только на короткое расстояние. Те клетки с более поздним днем ​​рождения будут мигрировать дальше в более внешние области коры головного мозга . Позиции, которые занимают мигрировавшие клетки, будут определять их нейрональную дифференциацию. [6]

Формирование

Нейробласты образуются путем асимметричного деления радиальных глиальных клеток. Они начинают мигрировать сразу после рождения. Нейрогенез может происходить только тогда, когда нейральные стволовые клетки перешли в радиальные глиальные клетки. [5]

Дифференциация

Нейробласты в основном присутствуют как предшественники нейронов во время эмбрионального развития; однако они также представляют собой один из типов клеток, участвующих во взрослом нейрогенезе . Взрослый нейрогенез характеризуется дифференцировкой и интеграцией нейральных стволовых клеток в зрелом взрослом мозге млекопитающих. Этот процесс происходит в зубчатой ​​извилине гиппокампа и в субвентрикулярных зонах взрослого мозга млекопитающих. Нейробласты образуются, когда нейральная стволовая клетка , которая может дифференцироваться в любой тип зрелой нервной клетки (т. е. нейроны, олигодендроциты , астроциты и т. д.), делится и становится транзитной усиливающей клеткой . Транзитные усиливающие клетки немного более дифференцированы, чем нейральные стволовые клетки, и могут делиться асимметрично, образуя постмитотические нейробласты и глиобласты, а также другие транзитные усиливающие клетки. Нейробласт, дочерняя клетка транзитной усиливающей клетки, изначально является нейральной стволовой клеткой, которая достигла «точки невозврата». Нейробласт дифференцировался таким образом, что он созреет в нейрон, а не в какой-либо другой тип нервной клетки. [7] Нейробласты широко изучаются, поскольку они потенциально могут использоваться в терапевтических целях для борьбы с потерей клеток из-за травмы или заболевания мозга, хотя их потенциальная эффективность является предметом споров.

Миграция

В эмбрионе нейробласты формируют средний слой мантии стенки нервной трубки , который в дальнейшем образует серое вещество спинного мозга . Внешний слой по отношению к слою мантии является маргинальным слоем , и он содержит миелинизированные аксоны от нейробластов, образующих белое вещество спинного мозга. [1] Внутренний слой является эпендимальным слоем , который сформирует выстилку желудочков и центрального канала спинного мозга. [8]

У людей нейробласты, вырабатываемые стволовыми клетками во взрослой субвентрикулярной зоне , мигрируют в поврежденные области после черепно-мозговых травм. Однако они ограничены подтипом малых интернейроноподобных клеток, и маловероятно, что они способствуют функциональному восстановлению стриарных контуров. [9]

Клиническое значение

Существует несколько расстройств, известных как нарушения миграции нейронов , которые могут вызывать серьезные проблемы. Они возникают из-за нарушения схемы миграции нейробластов на пути к целевым пунктам назначения. К расстройствам относятся лиссэнцефалия , микролисэнцефалия , пахигирия и несколько типов гетеротопии серого вещества .

Развитие нейробластов вДрозофила

В модельном организме плодовой мушки Drosophila melanogaster нейробласт — это нейронная клетка-предшественник, которая делится асимметрично, образуя нейробласт и либо нейрон, либо ганглионарную материнскую клетку (GMC), либо промежуточный нейронный предшественник, в зависимости от типа нейробласта. [10] [11] Во время эмбриогенеза эмбриональные нейробласты отслаиваются либо от процефальной нейроэктодермы (для мозговых нейробластов), либо от вентральной нейроэктодермы нервного шнура (для брюшных нейробластов). Во время личиночного развития нейробласты зрительной доли генерируются из нейроэктодермы, называемой Внешним центром пролиферации. [12] На полусегмент (двустороннюю половину сегмента) приходится более 800 нейробластов зрительной доли, 105 центральных мозговых нейробластов и 30 брюшных нейробластов. [11]

Нейробласты претерпевают три известных типа деления. Нейробласты типа 0 делятся, давая начало нейробласту и дочерней клетке, которая напрямую дифференцируется в один нейрон или глию. Нейробласты типа I дают начало нейробласту и материнской клетке ганглия (GMC), которая претерпевает терминальное деление, чтобы создать пару родственных нейронов. Это наиболее распространенная форма деления клеток, которая наблюдается в брюшных, зрительных долях и центральных мозговых нейробластах. Нейробласты типа II дают начало нейробласту и транзитному усиливающему промежуточному нейронному предшественнику (INP). INP делятся аналогично нейробластам типа I, производя INP и материнскую клетку ганглия. Хотя в центральном мозге существует только 8 нейробластов типа II, их линии намного больше и сложнее, чем у нейробластов типа I. [11] Переход от плюрипотентного нейробласта к дифференцированной клеточной судьбе облегчается белками Prospero, Numb и Miranda. Просперо — это фактор транскрипции, который запускает дифференциацию. Он экспрессируется в нейробластах, но удерживается вне ядра Мирандой, которая привязывает его к базальной коре клетки. Это также приводит к асимметричному делению, когда Просперо локализуется только в одной из двух дочерних клеток. После деления Просперо проникает в ядро, и клетка, в которой он присутствует, становится ГМК.

Нейробласты способны давать начало огромному нейронному разнообразию, присутствующему в мозге мухи, используя комбинацию пространственного и временного ограничения экспрессии генов, которые дают потомству, рожденному от каждого нейробласта, уникальную идентичность, зависящую как от их родительского нейробласта, так и от даты их рождения. [13] Это частично основано на положении нейробласта вдоль передней/задней и дорсальной/вентральной осей, а частично на временной последовательности факторов транскрипции, которые экспрессируются в определенном порядке, когда нейробласты подвергаются последовательным делениям. [14]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Sadler, T. (2010). Медицинская эмбриология Лангмана (11-е изд.). Филадельфия: Lippincott William & Wilkins. стр. 296–297. ISBN 978-07817-9069-7.
  2. ^ Уильямс, С. Марк (2001). «Первоначальное формирование нервной системы: гаструляция и нейруляция». Neuroscience. 2-е издание . Получено 5 января 2019 г.
  3. ^ ab Purves, Dale (2012). Neuroscience (5-е изд.). Sinauer Associates. стр. 490. ISBN 9780878936953.
  4. ^ "wberesford.hsc.wvu.edu" . Получено 2010-04-08 .
  5. ^ abc Johnson, CA; Wright, CE; Ghashghaei, HT (декабрь 2017 г.). «Регуляция цитокинеза во время кортикогенеза: фокус на срединное тело». FEBS Letters . 591 (24): 4009–4026. doi : 10.1002/1873-3468.12676 . PMID  28493553.
  6. ^ Гилберт, Скотт (2006). Биология развития (8-е изд.). Sinauer Associates Publishers. стр. 386–387. ISBN 9780878932504.
  7. ^ Purves, D; et al. (2007). Neuroscience (4-е изд.). Нью-Йорк: WH Freeman. ISBN 978-0-87893-697-7.[ нужна страница ]
  8. ^ Тортора, Г.; Дерриксон, Б. (2011). Принципы анатомии и физиологии (13-е изд.). Wiley. стр. 571. ISBN 9780470646083.
  9. ^ Лю, Ф.; Ю, И.; Ли, Х.; Ма, Т.; Ни, И.; Вэй, Б.; Ли, Т.; Линь, Х.; Ян, З. (апрель 2009 г.). «Повреждение мозга не изменяет внутренний потенциал дифференциации взрослых нейробластов». Журнал нейронауки . 29 (16): 5075–5087. doi : 10.1523/JNEUROSCI.0201-09.2009 . PMC 6665479. PMID  19386903 . 
  10. ^ Галло, Э.; Фам, Т.; Кабернар, К. (2017). «Нейробласты Drosophila melanogaster: модель асимметричных делений стволовых клеток». Асимметричное деление клеток в развитии, дифференциации и раке . Результаты и проблемы в клеточной дифференциации. Том 61. С. 183–210. doi :10.1007/978-3-319-53150-2_8. ISBN 978-3-319-53149-6. PMID  28409305.
  11. ^ abc Doe, Chris Q. (2017-10-06). «Временное паттернирование в ЦНС дрозофилы». Annual Review of Cell and Developmental Biology . 33 (1): 219–240. doi : 10.1146/annurev-cellbio-111315-125210 . ISSN  1081-0706. PMID  28992439.
  12. ^ Куржон, Максимилиан; Десплан, Клод (2019-06-01). «Координация нейронного паттернирования в зрительной системе дрозофилы». Current Opinion in Neurobiology . Neuronal Identity. 56 : 153–159. doi :10.1016/j.conb.2019.01.024. ISSN  0959-4388. PMC 6551251 . PMID  30849690. 
  13. ^ Сен, Соня Кью; Чанчани, Сачин; Саутхолл, Тони Д.; Доу, Крис Кью (29.01.2019). Мандель, Гейл; Штруль, Кевин; Десплан, Клод; Эйзен, Майкл Б. (ред.). «Открытый хроматин, специфичный для нейробластов, позволяет временному фактору транскрипции, Hunchback, связывать локусы, специфичные для нейробластов». eLife . 8 : e44036. doi : 10.7554/eLife.44036 . ISSN  2050-084X. PMC 6377230 . PMID  30694180. 
  14. ^ Kohwi, M; Hiebert, LS; Doe, CQ (май 2011 г.). «Белки домена pipsqueak Distal antenna и Distal antenna-related ограничивают экспрессию нейробластов Hunchback и раннюю нейронную идентичность». Development . 138 (9): 1727–35. doi :10.1242/dev.061499. PMC 3074449 . PMID  21429984.