Ромбические губами являются задней частью развивающегося задним мозга , которые могут быть признаны транзиторны в пределах эмбрионов позвоночных. Он простирается кзади от крыши четвертого желудочка до дорсальных нейроэпителиальных клеток. [1] Ромбическая губа может быть разделена на восемь структурных единиц на основе ромбомеров 1-8 (r1-r8), которые можно распознать на ранних стадиях развития заднего мозга. [2] Ромбическая губа, производящая гранулярные клетки и пять ядер ствола мозга, играет важную роль в развитии сложной нервной системы мозжечка. [3]
История
В ходе исследований человеческих эмбрионов, проведенных в конце 1890-х годов, швейцарский анатом Вильгельм Хис идентифицировал часть нейроэпителия заднего мозга, которая отличалась от остального нейроэпителия заднего мозга по своей морфологии, устойчивому хромосомному делению на поздние стадии эмбриогенеза и развертыванию потоков нейронов. через периферию заднего мозга. Он назвал эту зону «rautenlippe», или ромбической губой, потому что она, казалось, исходит из ромбовидного отверстия четвертого желудочка, очень похожего на форму рта. Он предположил, что ромбическая губа содержала предшествующие восстанию предшественники, которые будут мигрировать вентрально, чтобы заселить ядра моста и оливы, но доступные в то время методологии ограничивали количество доказательств, которые он мог собрать. Первое реальное свидетельство дорсального происхождения предребелковых нейронов было получено в 1990-х годах с помощью химер цыплят и перепелов, техники, при которой части нейроэпителия заднего мозга перепелов прививают куриным эмбрионам in ovo . Отслеживание вентральной миграции дочерних клеток перепелов подтвердило теорию Гиса. [4]
Разработка
Metencephalon | |
---|---|
Идентификаторы | |
НейроЛекс ID | birnlex_965 |
Анатомические термины нейроанатомии [ редактировать в Викиданных ] |
Происхождение территории мозжечка
- Мозжечка , или «маленький мозг» , это часть мозга , прикрепленный к стволу головного мозгу на мосте . Помимо других функций, он важен для баланса, координации движений и поддержания мышечного тонуса. [5] Внешний слой мозжечка, кора головного мозга, состоит из трех слоев, содержащих два класса нейронов. Один из этих классов был идентифицирован как гранулярные клетки , которые продуцируются ромбической губой. [6]
- Гены FGF8 и EN1 играют важную роль в формировании паттерна в областях среднего и заднего мозга. [7] В частности, исследования показали, что разные дозировки FGF8, по-видимому, определяют тектум или мозжечок: области, подверженные сильным дозам FGF8, приобретают характеристики мозжечка, в то время как области, подверженные слабым дозам, становятся тектумом. [8]
Клеточный вклад ромбической губы
- Спецификация нервов в мозжечке начинается с симметричной выпуклости в четвертом желудочке . [7] Примерно с девятого по одиннадцатый день эмбриона клетки возникают из двух областей: ромбической губы и желудочковой зоны. Ромбическая губа производит нейроны глутаматергических гранул (которые происходят от r1) и пять ядер ствола мозга (которые, как считается, произошли от r6-r8). Одно ядро ствола мозга, нижнее оливковое ядро, проецирует лазящие волокна, иннервирующие клетки Пуркинье. Остальные четыре ядра (внешнее клиновидное ядро, латеральное ретикулярное ядро, мостовидное ядро и ретикулярное ядро таламуса) проецируют мшистые волокна, иннервирующие нейроны гранул. [2] [4] [7] Между тем клетки в желудочковой зоне развиваются в ГАМКергические клетки Пуркинье (другой тип нейронов мозжечка) и глубокие ядра мозжечка . [8]
Ромбическое развитие губ
- Расположенная между четвертым желудочком и пластиной крыши, ромбическая губа простирается от r1-r8 и может быть разделена на верхнюю, или мозжечковую, и нижнюю, или заднюю части, поскольку ствол мозга изгибается во время более позднего развития. [2] [7] Экспрессия Math1 , фактора транскрипции с основной структурой спираль-петля-спираль , управляет зародышевым эпителием ромбической губы и экспрессируется в областях среднего и заднего мозга уже на 9,5-й день эмбриона (E9.5) . [7] [9] Было показано, что у мышей Math 1 -null отсутствуют некоторые производные ромбической губы, включая гранулярные нейроны мозжечка и понтинное ядро предребеллярной системы. [7] Ромбическая губа организована согласно временной карте судеб, в которой предшественники, экспрессирующие Math1, которые сначала эмигрируют из зародышевого слоя (до E12.5), становятся глубокими ядерными нейронами, тогда как те, которые выходят позже (E13), становятся гранулярными клетками. [8] Эксперименты с химерными цыплятами и перепелами показали, что r1 является наиболее вероятным источником предшественников гранулярных клеток. Внутри ромбической губы предшественники гранулярных клеток делятся и развивают униполярную морфологию с единым процессом, который направляется к месту назначения. [7]
- По мере продолжения развития клетки-предшественники гранул, которые возникли в RL, генерируют внешний слой гранул (EGL). Это движение происходит между E15 и P15 (эмбриональная стадия 15 и постнатальная стадия 15). EGL - это вторичный герминативный эпителий, охватывающий весь мозжечок. [8] Этот период является важным этапом развития мозжечка. Экспансия клеток-предшественников EGL создает большую популяцию нейронов, численность которых превышает количество клеток Пуркинье 250: 1 во взрослой коре мозжечка. [6] Гранулярные нейроны в EGL экспрессируют гены, которые играют специфическую и решающую роль в пролиферации клеток. Эти гены называются Math1, RU49 / Zipro1 и Zic1. [7] Как упоминалось ранее, Math1 выражается на ранней стадии развития RL. Нокаут-эксперименты с участием RU49 / Zipro1 приводят к очень небольшим изменениям в структуре мозга, но сверхэкспрессия этих генов приводит к резкому увеличению количества гранулярных клеток и пролиферации внешнего EGL. [7] Этот результат предполагает, что ген RU49 / Zipro1 играет достаточную роль в пролиферации клеток.
- В районе P15 пролиферация гранулярных клеток требует взаимодействия с клетками Пуркинье, типом нейрона мозжечка, характеризующимся большим и ветвящимся дендритным отростком. [8] Эти клетки выпускают звуковой еж (Шшш); который является белком, контролирующим дальнейшую пролиферацию предшественников гранулярных клеток. [7] Это означает, что около стадии P15 пролиферация предшественников гранулярных клеток контролируется генами, которые они транскрибируют (RU49 / Zipro1), а также продуктами соединяющихся клеток (Shh).
- Как только EGL полностью сформирован, предшественники гранулярных клеток мигрируют внутрь, образуя слой, называемый внутренним слоем гранул. Непосредственно перед миграцией клетки претерпевают серию электрофизиологических изменений. Считается, что рецепторы NMDA активируются, чтобы подготовить клетку к дальнейшей миграции. [7] Активация этих рецепторов NMDA вызывает деполяризацию клеток. Чтобы сбалансировать эту деполяризацию, активируется канал GIRK2. Он участвует в гиперполяризации клетки после того, как рецепторы NMDA деполяризуют клетку. [7] Пока происходят эти изменения, клетки также направляются в этот новый слой радиальными глиальными клетками. Попав в IGL, они перестают делиться и больше не экспрессируют ген Math1.
- Заключительный этап созревания гранулярных клеток происходит в IGL. Гранулярные клетки на этой стадии экспрессируют другой набор зрелых рецепторов, включая рецепторы GC5 и GABA . Новые клетки также контактируют с гранулированными клетками. Мшистые волокна, которые в основном находятся в предшествующих ядрах мозжечка, контактируют с гранулярными клетками в IGL. Гранулярные нейроны также расширяются, чтобы контактировать с клетками Гольджи . [7]
Рекомендации
- ^ Gilthorpe JD, Папантониу EK, Chédotal A, Лумсден A, Wingate RJ (октябрь 2002). «Миграция производных ромбической губы мозжечка» . Развитие . 129 (20): 4719–28. PMID 12361964 .
- ^ а б в Dun XP (август 2012 г.). «Происхождение нейронов лазящих волокон и определение ромбической губы». Международный журнал нейробиологии развития . 30 (5): 391–5. DOI : 10.1016 / j.ijdevneu.2012.02.002 . PMID 22406199 .
- ^ Wingate RJ (февраль 2001 г.). «Ромбическая губа и раннее развитие мозжечка». Текущее мнение в нейробиологии . 11 (1): 82–8. DOI : 10.1016 / S0959-4388 (00) 00177-X . PMID 11179876 .
- ^ а б Рэй Р.С., Дымецкий С.М. (декабрь 2009 г.). «Rautenlippe Redux - к единому взгляду на ромбическую губу, предшествующую восстанию» . Текущее мнение в клеточной биологии . 21 (6): 741–7. DOI : 10.1016 / j.ceb.2009.10.003 . PMC 3729404 . PMID 19883998 .
- ^ Род, Сили (2012). Анатомия и физиология Сили . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Макгроу Хилл. п. 1152. ISBN 978-0-07-352561-7.
- ^ а б Хаттен МЭ, Хайнц Н. (1995). «Механизмы формирования нейронного паттерна и спецификации в развивающемся мозжечке». Ежегодный обзор неврологии . 18 : 385–408. DOI : 10.1146 / annurev.ne.18.030195.002125 . PMID 7605067 .
- ^ Б с д е е г ч я J к л м Ван В.Ю., Зогби Х.Ю. (июль 2001 г.). «Генетическая регуляция развития мозжечка». Обзоры природы Неврология . 2 (7): 484–91. DOI : 10.1038 / 35081558 . PMID 11433373 .
- ^ а б в г д Карлетти Б., Росси Ф. (февраль 2008 г.). «Нейрогенез в мозжечке». Невролог . 14 (1): 91–100. DOI : 10.1177 / 1073858407304629 . PMID 17911211 .
- ^ Роуэн, Элисон (2005). «Тайна математики». Обзоры природы Неврология . 6 (12): 916. DOI : 10.1038 / nrn1813 .
дальнейшее чтение
- Роуэн, Элисон (2006). «Развитие: Картирование развития мозжечка». Обзоры природы Неврология . 7 (8): 598. DOI : 10.1038 / nrn1982 .
Внешние ссылки
- Wingate Lab