Кіріспе

Эмбриональды құрылым Төменгі пластина - бұл омыртқалы организмдердің дамушы жүйке жүйесінің ажырамас бөлігі. Эмбриональды нейроқұбырдың орта сызығында орналасқан еден пластинасы - мидың ортасынан құйрық аймақтарына дейінгі антеропостериорлық осьті қамтитын арнайы глиальды құрылым. Жер табағының зебра балығы мен тышқан сияқты омыртқалы жануарларда сақталатыны, сондай-ақ, жеміс шыбығы Drosophila және C. elegans секілді омыртқасыз жануарларда гомологты құрылымдары бар екені көрсетілді. Функционалдық жағынан, құрылым түйіршектегі тіндерді желдету үшін ұйымдастырушы ретінде қызмет етеді, сондай-ақ нейрондық түтіктің dorsoventral осьінде нейрондық орналасу мен дифференциацияны басқарады.

Индукция

Омыртқалы жануарлардың эмбриогенезінде еден пластинасының индукциясы балапан мен зебралық балықтарда кеңінен зерттелген және тіндер арасындағы күрделі сигнал беру желісінің нәтижесінде пайда болады, оның егжей-тегжейі әлі толықтай жетілдірілмеген. Қазіргі уақытта бірнеше бәсекелестік ойлар бар. Біріншіден, еден пластинасының дифференциациясы түпкілікті нотокордтан индуктивті сигнал беру арқылы, осьтік мезодермадан алынған сигнал беру құрылымы арқылы жүзеге асады. Бұл эксперименттік түрде балапанда расталған, онда еден пластинасының индукциясы, сондай-ақ ассоциативтік вентральды жүйке тінінің дифференциациясы секрецияланған сигнал молекуласы соник ежик (Shh) арқылы жүзеге асырылады. Шх ең жоғары концентрациясы нотокордада және еден пластинасында орналасқан градиентпен көрсетіледі. In vitro тіндерді трансплантациялау эксперименттері осы молекуланы алып тастау еден пластинасының дифференциациясына жол бермейді, ал оның эктопиялық экспрессиясы еден пластинасының жасушаларының дифференциациясына әкеледі. Ал, басқа бір көзқарас бойынша, нейрон түтігінің еден пластинасы жасушалары тікелей осьтік мезодермадан көшіп келетін прекурсор жасушалардан туындайды. Балапан мен бақаның будандастыру эксперименттері, сондай-ақ зебра балықтарының генетикалық өзара әрекеттесу эксперименттері арқылы нотокорд пен еден пластинасы жасушалары ортақ прекурсордан пайда болған сияқты. Сонымен қатар, зебра балықтарында медиалдық еден пластинасы жасушаларының дифференциациясы үшін түйіндік сигнализация қажет, ал Шх - шығыны жоқ. Бұл деректер амниоттар мен анамиоттарда еден пластинасын индукциялау механизмі әртүрлі екенін көрсетеді. Осы айырмашылықтарды жою үшін балапанда қос реттік индукция моделі ұсынылды. Бұл модельде тек эктодермалық жасушалар гаструляция кезінде прехордалық мезодерма арқылы, мүмкін, Нодальдық сигнализация арқылы медиалдық еден пластинасына айналады. Нейруляция кезінде даму кезінде нотокорд пен тақталық клеткалар арасындағы ұзақ байланыс пен өзара іс-қимыл дифференциацияға әкеледі, бұл Nodal және Shh сигналдауының өзара әрекеттесу әсерін көрсетеді.

Аксондарды басқару

Орталық жүйке жүйесінің дамуында нейронның орта сызықтан өту немесе өтпеу шешімі өте маңызды. Омыртқалы жануарларда бұл таңдау еден тақтасымен араласқан және эмбрионның жүйке тіндеріне қатысты оң және сол дене жартысын табысты дамытуға мүмкіндік береді. Мысалы, ипсилатеральды нейрондар орта сызықтан өтпесе, комиссуральды нейрондар орта сызықтан өтіп, бір комиссураны құрайды. Бұл нейрондар ми түтігінің арқалық аймағында пайда болады да, жер асты пластинасына қарай жүреді. Төменгі пластинаға жеткенде, комиссуральды нейрондар құрылым арқылы өтіп, нейрон түтігінің қарама-қарсы жағында пайда болады, содан кейін олар түтіктің ішінде алдыңғы немесе артқы жағынан шығады. Нетриндер: Нетриндер - еден пластинасының жасушалары экспрессиялайтын және бөлінетін ақуыздар. Қабат пластинасының экстракттері мен коллаген матрицасына салынған комиссуралық нейрондарды пайдалана отырып жүргізілген эксперименттер нейрондардың қабаққа тартылуын in vitro көрсетеді. Сонымен қатар, екі секрецияланған белок - Netrin 1 және Netrin 2- нің Cos жасушаларына оқшаулануы мен трансфекциясы ұқсас әсер етеді. Қосымша зерттеулер нетриндердің Shh-ға қосымша тартымды ақуыз ретінде әрекет етіп, коммисуралдық аксондарды еден пластинасына бағыттағанын растады. Нетриндер қабаты клеткалары арқылы бөлініп шығады және аксон рецепторының DCC-мен химиялық байланыста болу үшін қызмет етеді. Соңғы зерттеулер бұл модельге қарсы шығып, еден пластинасынан алынған Netrin 1 орта сызықты кесіп өту үшін қажет емес екенін және Netrin 1 негізінен қарыншалық аймақ прогенеторларынан алынатынын көрсетті. Слит: Слит - еден пластинасында бөлінген лиганд және нейрон түтігінің аксоналдық қиылысуын тежеу функциясы. Нетриндар комиссуралық нейрондарды орта сызыққа тартады, ал слит ақуыздары нейрондарды орта сызықтан кері қайтарып, шығарып тастайды. Нейро түтігі арқылы орта сызықты кесіп өтуге арналмаған аксондар еден пластинасының жасушаларында экспрессияланатын лиганд ойығымен кері қайтарылады. Slit оның 1 және 2 айналымдағы (Robo) рецепторлары арқылы әрекет етеді. Бұл өзара әрекеттесу Netrin/ DCC жолының химиялық реакциясын тежейді. Алайда, Robo 3 (Rig 1) жер беті пластинасына қарай көшіру кезінде коммисуральдық аксондардың өсуі кезінде жоғары реттеледі, бұл Robo 1/2 клетканың ішінде көпіршіктерде сақталады. Нәтижесінде, Netrin / DCC тарту жолы Slit / Robo кері қайтару жолынан басым болады және аксон орта сызыққа қарай өсіп, еден тақтасына кіре алады. Кіргеннен кейін, әлі толық түсінілмеген механизм арқылы Robo 3 төменге реттеледі, бұл Robo 1/2 босатады және жоғары реттеледі, бұл нейронды еден пластинасының орта сызығынан тиімді түрде кері қайтарады. Бұл күрделі қиылысу арқылы Слит, Робо 1/2 және Робо 3 комиссуралық аксондар жүйке түтігін кесіп өту үшін орта сызыққа бағытталады және кері кесілуіне кедергі келтіріледі. Коммисуралық нейрондардың өсуі мен проекциясын басқаратын сигналды молекулалардың омыртқасыз жануарлардағы гомологтары жақсы зерттелген. Нетрин/ДКК химиялық тартымдылық жолындағы C. elegans гомологтары Unc 6/Unc 40 және Unc 5, ал Drosophila гомологтары - Netrin A және Netrin B/Frazzled және Dunc5. Slit/Robo химиялық репелленттік жолындағы C. elegans гомологтары Slt 1/Sax 3 , ал Drosophila гомологтары Slit/Robo ретінде де белгілі. Мүйіздің төменгі жағы (FP) белдеуі глиогенезге немесе глиальды жасушалардың пайда болуына жеке-жеке ықпал етеді. Дәстүрлі түрде, аталық жасушалар олардың аталық кеңею фазасынан неврогендік фазаға, содан кейін глиогендік фазаға дейін жетеленеді. Глиогендік фазадан кейін бұрынғы бабасы жасушалар астроциттерге, олигодендроциттерге немесе басқа да арнайы глиальды жасуша түрлеріне айналуы мүмкін. Жақында, олигодендроциттердің клеткалық тағдырына қатысы бар молекулалардың әртүрлі рөлдерін анықтау үшін, FP аймағында Шх жолдарын таңдамалы түрде белсенділігінен айыру үшін шартты мутагенезді пайдалану үшін күш-жігер жұмсалды. Олигодендроциттер - орталық жүйке жүйесіндегі миелиндеу аксондарына жауапты жасушалар. Shh екі белок арқылы Gli өңдеуін реттейді, Ptch1 және Smo. Shh белсенді болмаған кезде Ptch1 Smo- ның тежелуі арқылы жолды басу үшін жауапты. Smo - бұл "Шх" жолдарының сигналын жалпы трандукциялауға өте маңызды. Егер Smo тежелсе, Shh жолы да белсенді болмайды, бұл ақыр соңында глиогенезді басады. Олигодендроциттердің клеткалық тағдырына Gli3 секілді ерекше факторлар қажет. Shh Gli өңдеуін реттейтіндіктен, егер Smo Ptch1- мен шектелсе немесе тежелсе, бұл Shh жолдарын белсенділігін жоғалтады және Gli өңдеуін болдырмайды, бұл г...

Омыртқа миының зақымдануы және аксонның регенерациясы

Қабат пластинасы аймағы аксонды бағыттауға, глиальды тағдыр картасын жасауға және эмбриогенезге көмектеседі. Егер омыртқа миының осы бөлігі зақымдалса, бұл аймақтың барлық қызметтеріне, атап айтқанда, миелиндрлеу мен фагоцитозға жауапты глиальды жасушалардың шектеулі көбеюі мен өндірісіне, ауыр асқынулар болуы мүмкін. Омыртқа миының зақымдануы (ОМЗ) көбінесе аксонның денудациясына немесе бөлінуіне әкеледі. Wnt сигналы - жарақат алу жағдайларында жиі кездесетін сигналды жол. Wnt сигналы омыртқа миының зақымдануынан кейінгі регенерацияны реттейді. Жарақаттан кейін Wnt экспрессиясы күрт өседі. Аксондық бағыт-бағдарды Нетрин 1 келтіреді. Зақымдану Актининнің экспрессиясы мен реттелуін бұзады және эпендимальді дің жасушаларының популяциясы FP аймағындағы жасушаларды дұрыс қалпына келтіре алмайды.