Введение

Биполярные прогрессорные клетки всех нейронов в коре головного мозга и некоторых глиях Радиальные глиальные клетки или радиальные глиальные прогрессорные клетки (РГК) - это прогрессорные клетки биполярной формы, которые отвечают за производство всех нейронов в коре головного мозга. РГП также производят определенные линии глиа, включая астроциты и олигодендроциты. Их клеточные тела (соматы) находятся в эмбриональной желудочно-кишечной зоне, которая находится рядом с развивающейся желудочно-кишечной системой. Во время развития новорожденные нейроны используют радиальные глии в качестве лесов, путешествуя по радиальным глиальным волокнам, чтобы достичь своего конечного пункта назначения. Несмотря на различные возможные судьбы радиальной глиальной популяции, было продемонстрировано с помощью клонального анализа, что большинство радиальных глий имеют ограниченные, унипотентные или мультипотентные судьбы. Радиальная глиа может быть обнаружена во время неврогенной фазы у всех позвоночных (изученных на сегодняшний день). Термин "радиальная глия" относится к морфологическим характеристикам этих клеток, которые были впервые замечены: а именно, их радиальные процессы и их сходство с астроцитами, другим членом семейства глиальных клеток.

Мюллер глиа

Глиа Мюллера - это лучевые глиальные клетки, которые присутствуют в развивающейся, а также взрослой сетчатке. Как и в коре, в глиях Мюллера имеются длинные процессы, которые охватывают всю ширину сетчатки, от базального клеточного слоя до апокального слоя. Однако, в отличие от кортикальной радиальной глии, глии Мюллера не появляются в сетчатке до тех пор, пока не произойдут первые раунды нейрогенеза. Исследования показывают, что Мюллерская глия может дедифференцироваться в легко делящихся нейронных прародителей в ответ на травму. Поскольку глия Бергмана, по-видимому, сохраняется в мозжечке и выполняет многие функции, характерные для астроцитов, они также называются "специализированными астроцитами". Глиальные клетки Бергмана помогают в миграции гранулевых клеток, направляя небольшие нейроны от внешнего гранулевого слоя вниз к внутреннему гранулевому слою вдоль их обширных радиальных процессов. Помимо их роли в раннем развитии мозжечка, глии Бергмана также необходимы для синаптической обрезки. После гибели клеток Пуркинье, вызванной повреждением ЦНС, железы Бергмана подвергаются обширным пролиферативным изменениям, чтобы заменить потерянную или поврежденную ткань в процессе, известном как глиоз.

Разработка

Радиальные глиальные клетки возникают в результате преобразования нейроэпителиальных клеток, которые образуют нейронную пластину во время нейрогенеза в раннем эмбриональном развитии. Этот процесс опосредован понижающей регуляцией экспрессии белка, связанного с эпителием (таких как тесные стыки), и повышающей регуляцией специфических особенностей глиальных клеток, таких как гранулы гликогена, астроцитарный транспортер глутамата-аспартата (GLAST), промежуточный филаментный виментин и, в некоторых случаях, включая человека, глиальный фибриллярно-кислый белок (GFAP).

Предки

Теперь признается, что радиальные железы являются ключевыми клетками-предшественниками в развивающейся нервной системе. На поздних стадиях нейрогенеза лучевые глиальные клетки делятся асимметрично в желудочной зоне, генерируя новую лучевую глиальную клетку, а также постмитотический нейрон или дочернюю клетку промежуточного прародителя (IPC). Промежуточные прародительские клетки затем делятся симметрично в субвентрикулярной зоне для генерации нейронов. Радиальные глиальные клетки показывают высокий уровень преходящей активности кальция, который передается между RGC в желудочной зоне и вдоль радиальных волокон в обоих направлениях к/из корковой пластины. Считается, что кальциевая активность способствует пролиферации RGC и может участвовать в радиальной связи до того, как синапсы присутствуют в мозге. Кроме того, недавние данные свидетельствуют о том, что сигналы из внешней сенсорной среды также могут влиять на пролиферацию и нейронную дифференциацию радиальной глии. По завершении коркового развития большинство радиальных глий теряют прикрепление к желудочкам и мигрируют к поверхности коры, где у млекопитающих большинство из них становится астроцитами в процессе глиогенеза. Недавно были обнаружены также радиальные железы, которые генерируют исключительно верхний слой корковых нейронов.

Миграционная модель

Наиболее хорошо охарактеризованной и первой широко принятой функцией радиальных желез является их роль в качестве лесов для миграции нейронов в коры головного мозга и мозжечка. Эту роль можно легко визуализировать с помощью электронного микроскопа или микроскопа с высоким разрешением, с помощью которого можно увидеть нейроны, плотно обернутые вокруг радиальной глии, когда они движутся вверх через кору.

Клиническое значение

Поскольку радиальная глиальная железа служит основным нейронным и глиальным прародителями в мозге, а также имеет решающее значение для правильной миграции нейронов, дефекты в радиальной глиальной функции могут иметь глубокие последствия для развития нервной системы. Мутации в Lis1 или Nde1, важных белках для радиальной глиальной дифференциации и стабилизации, вызывают связанные с нейроразвивающими заболеваниями лисенцефалию и микролисенцефалию (которые буквально переводятся как "гладкий мозг"). Пациенты с этими заболеваниями характеризуются отсутствием корковых складков (сульци и гири) и уменьшением объема мозга. В крайних случаях лиссенцефалия приводит к смерти через несколько месяцев после рождения, в то время как у пациентов с более мягкими формами может наблюдаться умственная отсталость, затрудненное равновесие, дефицит двигательной способности и речи, эпилепсия. Эпидемиологические данные указывают на то, что инфекция эмбриона в течение первых двух триместров беременности может вызвать врожденные дефекты плода и микроцефалию, возможно, вследствие гибели клеток-предшественников. Кроме того, мутации в генах, связанных с микроцефалией, которые кодируют белки, такие как WDR62, могут привести к радиальному истощению глиальных клеток во время развития мозга, что в конечном итоге приводит к уменьшению размера мозга и умственным нарушениям.

История

Камильо Голджи, используя свою технику серебряного окрашивания (позже названную методом Голджи), впервые описал радиально ориентированные клетки, простирающиеся от центрального канала до внешней поверхности эмбрионального спинного мозга цыплят, в 1885 году. Используя метод Голджи, Джузеппе Магини затем изучил кору головного мозга плода млекопитающих в 1888 году, подтвердив аналогичное присутствие удлиненных лучевых клеток в коре (также описанных Кёлликером незадолго до него) и наблюдая "различные варикозности или опухоли" на лучевых волокнах. Магини также заметил, что размер и количество этих варикозов увеличиваются позже в развитии, и отсутствуют в нервной системе взрослого человека. Основываясь на этих выводах, Маджин выдвинул гипотезу, что эти варикозы могут развивать нейроны. Используя комбинированный метод окрашивания Голги и гематоксилином, Магини смог идентифицировать эти варикозы как клетки, некоторые из которых были очень тесно связаны с радиальными волокнами. Дополнительные ранние работы, которые были важны для выяснения идентичности и функции радиальных глий, были завершены Рамоном и Кахалом, который впервые предположил, что радиальные клетки были типом глий через их сходство с астроцитами; и Вильгельм Гис, который также предложил идею о том, что растущие аксоны могут использовать радиальные клетки для ориентации и руководства во время развития. Несмотря на первоначальный интерес к радиальной глии, о ней было известно лишь немного, пока около 60 лет спустя не появились электронный микроскоп и иммуногистохимия.