Нейруляция и дифференцировка нейроэктодермы Эмбрион мыши,

Описание презентации Нейруляция и дифференцировка нейроэктодермы Эмбрион мыши, по слайдам

Нейруляция  и дифференцировка нейроэктодермы Нейруляция и дифференцировка нейроэктодермы

Эмбрион мыши, 8 сут. :  соотношение процессов гаструляции и нейруляции Эмбрион мыши, 8 сут. : соотношение процессов гаструляции и нейруляции

Нейральная индукция:  презумптивная нейроэктодерма Нейральная индукция: презумптивная нейроэктодерма

Эмбрион человека:  соотношение процессов гаструляции и нейруляции Первичная нейруляция (до крестцового отдела) –Эмбрион человека: соотношение процессов гаструляции и нейруляции Первичная нейруляция (до крестцового отдела) – формирование нервных валиков и их смыкание с образованием трубки. Вторичная нейруляция (крестцовый отдел и каудальнее) – без образования нервных валиков, за счет эпителизации клеток остатка первичной полоски.

Andrew J. Copp, Nicholas D. E. Greene & Jennifer N. Murdoch  The geneticAndrew J. Copp, Nicholas D. E. Greene & Jennifer N. Murdoch The genetic basis of mammalian neurulation Nature Reviews Genetics 4, 784 -793 , 2003 В области первичной нейруляции — замыкание нервной трубки за счет поднятия и замыкания валиков в нескольких точках: Закрытие 1 – на границе заднего и спинного мозга Закрытие 2 – на границе переднего и среднего мозга ( forebrain/midbrain boundary ) Закрытие 3 – в области переднего мозга У мышей различных линий точка закрытия 2 может быть сдвинута антериорнее или постериорнее. У мышей с более антериорным расположением точки 2 чаще встречаются незакрытия нервной трубки

Закрытие нервных валиков в краниальной области 1 этап:  Двояковыпуклые нервные валики поднимаются заЗакрытие нервных валиков в краниальной области 1 этап: Двояковыпуклые нервные валики поднимаются за счет пролиферации и разрастания головной мезенхимы. 2 этап: нервные валики “ выворачиваются ” за счет формирования зон пролиферации и клеточной гибели и сокращения актиновых микрофоламентов в клетках.

a | The site of neural fold fusion is characterized by lamellipodial cell protrusionsa | The site of neural fold fusion is characterized by lamellipodial cell protrusions from the apposing neural fold apices. b | The protrusions interdigitate, which leads to adhesion and fusion of the neural folds. c | Subsequent remodelling of the epithelia, which is accompanied by apoptotic cell death, leads to disruption of the connection between the surface (non-neural) ectoderm (green) and neuroepithelium on each side, and the establishment of separate surface ectodermal and neuroepithelial continuity across the midline.

Аномалии нервной трубки, связанные с нарушением закрытия При отсутствии «закрытия 1» нервная трубка отАномалии нервной трубки, связанные с нарушением закрытия При отсутствии «закрытия 1» нервная трубка от среднего мозга до нижней части позвоночника остается открытой (краниоспондилосхизом (craniorachisis) (рис. а). Обычно «закрытие 2» и «закрытие 3» у таких эмбрионов нормальное, поэтому у них закрытые и относительно хорошо развитые передний мозг и передняя часть среднего мозга. При нарушении или отсутствии «закрытия 2» развивается экзэнцефалия (рис. b). Последующая дегенерация нервных валиков ведет к превращению экзэнцефалии (на поздних стадиях беременности) в анэнцефалию, при которой свод черепа отсутствует, а мозговая ткань разрушена. Отсутствие «закрытия 3» ведет к анэнцефалии, ограниченной областью переднего мозга и часто ассоциируется с уродствами «расщепления лица» . Если распространение закрытия нервной трубки не может быть завершено в области позвоночного столба, то задняя часть нейропора остается открытой, что ведет к spina bifida (его также называют миелоцеле или грыжей спинного мозга (myelocele) или миеломенингоцеле или грыжей спинного мозга и мозговых оболочек (myelomeningocele) (Рис. b).

Эмбрион человека: Формирование нервной трубки Эмбрион человека: Формирование нервной трубки

Нервная трубка: формирование дорзо-вентральных различий Нервная трубка: формирование дорзо-вентральных различий

Нервная трубка: формирование дорзо-вентральных различий Нервная трубка: формирование дорзо-вентральных различий

Спецификация клеток нервной трубки: Региональная экспрессия факторов транскрипции ( Mash, Lim, Pax и др.Спецификация клеток нервной трубки: Региональная экспрессия факторов транскрипции ( Mash, Lim, Pax и др. ) и Сигнальных молекул ( Delta, Notch, Serrate) определяет спецификацию нейральных клеток в Д-В-направлении

Нервная трубка: Формирование антериально-постериальных различий 6 -8 сут.  развития эмбриона мыши Нервная трубка: Формирование антериально-постериальных различий 6 -8 сут. развития эмбриона мыши

Schematic representation of regions of reported phenotypes in Hox paralogous mutants.  Different vertebralSchematic representation of regions of reported phenotypes in Hox paralogous mutants. Different vertebral elements are denoted by unique shapes, shown in the bottom panel. Aqua-shaded areas demonstrate the regions of anterior homeotic transformations of the somite-derived primaxial phenotypes. Purple-shaded areas show the lateral plate-derived, abaxial phenotypes for each group. The orange background highlights the regions of phenotypic overlap between adjacent paralogous mutants. http: //scienceblogs. com/pharyngula/2007/09/the_hox_code. php

сигнальные молекулы на стадии 3 -5 мозговых пузырей. Нервная трубка: Формирование антериально-постериальных различий Shhсигнальные молекулы на стадии 3 -5 мозговых пузырей. Нервная трубка: Формирование антериально-постериальных различий Shh Wnt-1 FGF- 8 En-1/En-2 Wnt-1 FGF-8 Градиент En-1 и Е n- 2 Антериальный организатор Истмус-организатор Организатор “ zona limitans”

Сегментация головного мозга: стрелками указаны сигнальные зоны. Нервная трубка: Формирование антериально-постериальных различий Сегментация головного мозга: стрелками указаны сигнальные зоны. Нервная трубка: Формирование антериально-постериальных различий

Нервная система: другие антериально-постериальн ые паттерны экспрессии генов СП ГБ Нервная система: другие антериально-постериальн ые паттерны экспрессии генов СП ГБ

Миграция клеток нервного гребня: туловищная область Миграция клеток нервного гребня: туловищная область

Миграция клеток нервного гребня: туловищная область Миграция клеток нервного гребня: туловищная область

ромбомеры и жаберные дуги:  миграция клеток НГ ромбомеры и жаберные дуги:  экспрессияромбомеры и жаберные дуги: миграция клеток НГ ромбомеры и жаберные дуги: экспрессия НОХ-генов Миграция клеток нервного гребня: головная область HOX не экспрессируются в r 1 , так как их экспрессию блокирует FGF-

Вклад клеток нервного гребня в состав костей черепа и дермы кожи Вклад клеток нервного гребня в состав костей черепа и дермы кожи

Судьба клеток нервного гребня,     мигрирующих каудальнее 6 -й жаберной дугиСудьба клеток нервного гребня, мигрирующих каудальнее 6 -й жаберной дуги

Миграция клеток нервного гребня:  миелинизация периферической нервной системы Миграция клеток нервного гребня: миелинизация периферической нервной системы

Спецификация нейральных и глиальных клеток:  латеральное ингибирование У млекопитающих: Notch 1 ранний маркерСпецификация нейральных и глиальных клеток: латеральное ингибирование У млекопитающих: Notch 1 ранний маркер глиальных клеток, потом – GFAB, Винментин и FABP

The Notch pathway Активируется в ответ на межклеточное (' trans ') взаимодействие трансмембранного лигандаThe Notch pathway Активируется в ответ на межклеточное (‘ trans ‘) взаимодействие трансмембранного лиганда Delta и трансмембранного рецептора Notch. Delta – обнаруживается как в генерирующих, как и воспринимающих сигнал клетках), поступает в лизосомы (by dynamin- and neuralized-dependent endocytosis). Notch — может взаимодействовать с Delta как своей ( cis -взаимодействие ) , так и соседней клетки ( trans- взаимодействие). После формирования trans- комплекса: 1) от Notch отрезвется внеклеточный домен (он потом утилизируется в клктке, генерирующей сигнал). 2) От остатка Notch отрезается внутриклеточный домен, который транспортируется в ядро (трансдукция Notch- сигнала). The endocytosis of Delta bound to Notch extracellular domain in signal-generating cells and/or Delta alone in signal-receiving cells is necessary for maximum Notch signalling. http: //www. nature. com/nrm/journal/v 3/n 8/fig_tab/nrm 883_F 4. html Nature Reviews Molecular Cell Biology 3 , 600 -614 (August 2002)

Ассиметричные деления в нейроэктодерме. Ассиметричные деления в нейроэктодерме.

1 — вентрикулярная зона (слой тел глиальных клеток);  2 — субвентрикулярная зона; 3—1 — вентрикулярная зона (слой тел глиальных клеток); 2 — субвентрикулярная зона; 3— промежуточная зона; 4 — корковая пластина; 5— краевая зона; поперечный срез закладки головного мозга внутренняя поверхность 5 4 3 2 1 Радиальная глия – разметка коры; биполярные нейроны мигрируют по радиальной глие, следуя изгибам отростков глиальных клеток (чем больше и сложнее мозг, тем больший процент нейронов следует по пути радиальной миграции: у мыши – около 75%, у человека – около 90%); после окончания кортикогенеза клетки радиальной глии превращаются а астроциты.

Экспрессия рецептора G-CSF отчётливо выявляет клетки радиальной глии в разных отделах эмбрионального мозга мышиЭкспрессия рецептора G-CSF отчётливо выявляет клетки радиальной глии в разных отделах эмбрионального мозга мыши на разных сроках развития (в днях). Из публикации Kirsch et al. , 2008.

Установление слоев клеток в кортикальной пластинке http: //en. wikipedia. org/wiki/Reelin. Клетки Кахаля-Ретциуса  (Установление слоев клеток в кортикальной пластинке http: //en. wikipedia. org/wiki/Reelin. Клетки Кахаля-Ретциуса ( Cajal-Retzius cells ) — рано образующиеся нейроны, которые заселяют маргинальную зону коры мозга; синтезируют и секретируют гликопротеин рилин ( reelin). У мутантных по нему мышей нарушена моторика reeler — ( «крутящийся» ). Рилин крайне важен для правильной миграции кортикальных нейронов. Нарушенный кортикогенез у мыши-мутанта reeler ( гликопротеин рилин отсутствует). В эмбриогенезе нарушено позиционирование формирующихся клеточных слоев коры (слои коры инвертированы)

поперечный срез закладки спинного мозга поперечный срез закладки спинного мозга

Гомеобоксные гены сем-ва LIM : комбинация экспрессирующихся генов определяет направление роста отростка мотонейрона. Гомеобоксные гены сем-ва LIM : комбинация экспрессирующихся генов определяет направление роста отростка мотонейрона.