Кіріспе

Орталық жүйке жүйесінің даму алдындағы күйі. Дамушы хордалыларда (соның ішінде омыртқалыларда) жүйке түтігі – ми мен жұлыннан құралған орталық жүйке жүйесінің эмбриондық алдындағы күйі болып табылады. Жүйке жорығының тереңдеуі жүйке қатпарларының көтерілуімен біртіндеп жалғасады, соңында қатпарлар орталық сызықта қосылып, бірігіп, жорықты жабық жүйке түтігіне айналдырады. Адамдарда жүйке түтігінің жабылуы әдетте жүктіліктің төртінші аптасында (ұрықтанудан кейін 28-ші күні) жүзеге асады.

Құрылымы

Төрт нейрон түтігінің бөлімдері, нейроэпителиялық жасушалардың бөлінуі арқылы орталық жүйке жүйесінің ерекше аймақтарына айналады: алдыңғы ми (просенцефалон), ортаңғы ми (мезенцефалон), артқы ми (ромбенцефалон) және омыртқа миы. Просенцефалон одан әрі теленцефалонға (үлкен ми) және диэнцефалонға (оптикалық қуыстар мен гипоталамусқа) дамиды. Мезенцефалон ортаңғы ми ретінде қалады. Ромбенцефалон метенцефалонға (көпір және мишық) және миеленцефалонға (сопақ ми) айналады. Нейрон түтігі қысқа мерзімге бас және құйрық жағынан ашық болады. Бұл ашылулар, невропорлар деп аталады, адамдарда төртінші аптада жабылады. Невропорлардың толық жабылмауы анецефалия немесе спина бифида сияқты нейрон түтігінің кемістіктеріне алып келуі мүмкін. Нейрон түтігінің дорсальді бөлігінде, негізінен сезімге байланысты, қанатты пластинка орналасқан. Нейрон түтігінің вентральді бөлігінде, негізінен моторлық (яғни бұлшықет) бақылаумен байланысты базальді пластинка орналасқан. Омыртқа миы артқы нейрон түтігінен дамиды. Омыртқа миының даму барысында нейрон түтігінің қабырғасын құрайтын жасушалар көбейіп, омыртқа миының нейрондары мен глиа жасушаларына дифференциалданады. Дорсальді тіндер сезімдік функциялармен, ал вентральді тіндер моторлық функциялармен байланысты болады.

Дорсаль-вентральді пішін

Нейро түтігі дорсальды-вентральді ось бойымен қалыптасып, нейрондық аталық жасушалардың белгілі бір бөлімдерін құрады, олар нейронның әртүрлі кластарын құрайды. Француздық морфогенез моделіне сәйкес, бұл үлгі дамудың ерте кезеңінде пайда болады және бірнеше секрецияланған сигналдық молекулалардың әрекетінен туындайды. Соник едік (Shh) вентральді осьтің қалыптасуындағы маңызды фактор, ал сүйек морфогенді ақуыздары (BMP) және Wnt отбасының мүшелері дорсальді осьтің қалыптасуында маңызды рөл атқарады. Нейрондық аталық жасушаларға позициялық ақпарат беруге қабілетті басқа факторларға фибробласт өсу факторлары (FGF) және ретино қышқылы жатады. Ретино қышқылы Shh-мен бірге моторлық нейрондардың дифференциациясы кезінде Pax6 және Olig2 гендерін индукциялау үшін қажет. Нейро түтігінің дамуының алғашқы кезеңінде үш негізгі вентральді жасуша типі қалыптасады: нейро түтігінің даму кезеңінде вентральді орта сызықта пайда болатын еден пластинасы жасушалары, сондай-ақ, дорсальдырақ орналасқан моторлық нейрондар мен интернейрондар. Shh морфоген ретінде әрекет етеді, яғни оның концентрациясына байланысты жасуша түрлерін анықтайды, көзінен алысқан сайын әсері өзгереді. Shh-тың вентральді жүйке түтігін қалай қалыптастыратыны туралы ұсынылған механизм: Shh градиенті гомеодомен (HD) және негізгі Helix Loop Helix (bHLH) транскрипциялық факторларының экспрессиясын бақылайды. Бұл транскрипциялық факторлар Shh-тың оларға тигізетін әсеріне байланысты екі ақуыз класына бөлінеді. I класс Shh-тың тежелуіне ұшырайды, ал II класс Shh-тың белсенділігінен көтеріледі. Осы екі протеин класы бір-бірін реттей отырып, экспрессияның нақты шекараларын құрайды. Бұл транскрипциялық факторлардың дорсальды-вентральді ось бойындағы әртүрлі комбинациялары нейрондық аталық жасушалардың идентификациясын анықтайды. Зерттеулер көрсеткендей, нейрондық аталық жасушалар Shh-қа қанша уақыт бойы тозуға байланысты әртүрлі жауаптар бере алады, ұзақ әсер ету уақыты көбірек вентральді жасуша түрлерін құрайды. Нейро түтігінің дорсальді ұшында BMP нейрондық қалыптасуға жауапты. BMP бастапқыда үстіндегі эктодермадан секрецияланады. Содан кейін нейро түтігінің ең дорсальді құрылымы – шатырлық пластинада екінші сигнал беру орталығы құрылады. Бұл зебра балықтарының мутанттарын қолдану арқылы көрсетілді, олардың BMP сигналдық белсенділігінің деңгейі әртүрлі болды. Зерттеушілер дорсальды-вентральді қалыптасудағы өзгерістерді байқады, мысалы, кейбір BMP жетіспейтін зебра балықтары дорсальді сезімдік нейрондардың жоғалуын және интернейрондардың кеңеюін көрсетті.