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.
Radial glial cells, or radial glial progenitor cells (RGPs), are bipolar shaped progenitor cells that are responsible for producing all of the neurons in the cerebral cortex. RGPs also produce certain lineages of glia, including astrocytes and oligodendrocytes. Their cell bodies (somata) reside in the embryonic ventricular zone, which lies next to the developing ventricular system. During development, newborn neurons use radial glia as scaffolds, traveling along the radial glial fibers in order to reach their final destinations. Despite the various possible fates of the radial glial population, it has been demonstrated through clonal analysis that most radial glia have restricted, unipotent or multipotent, fates. Radial glia can be found during the neurogenic phase in all vertebrates (studied to date). The term "radial glia" refers to the morphological characteristics of these cells that were first observed: namely, their radial processes and their similarity to astrocytes, another member of the glial cell family.
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.