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Ancient Embryo Secret: Perché la cresta neurale è cruciale per l'evoluzione dei vertebrati?
Nello sviluppo dei vertebrati, la cresta neurale è una struttura a forma di cresta breve formata tra l'ectoderma epidermica e la piastra neurale.La formazione di questa struttura è cruciale per il processo evolutivo dei vertebrati, poiché i suoi derivati non solo definiscono molte caratteristiche dei vertebrati, ma coinvolgono anche la generazione di una varietà di tipi di cellule, tra cui melanociti, cartilagine craniofacciale e ossa lisce Neuroni periferici e intestinali, nonché midollo surrenale e gliale.
L'emergere di cresta neurale è un fattore chiave nell'evoluzione dei vertebrati.
L'origine delle cellule di cresta neurale può essere rintracciata al bordo della piastra neurale, un processo che si verifica nelle prime fasi dello sviluppo embrionale, di solito dopo l'intestinalizzazione.Quando si formano tubi neurali, i bordi delle piastre nervose convergeranno verso la linea mediana per formare tubi neurali.Successivamente, le cellule di cresta neurale da tubi neurali si separano dallo strato neuroepiteliale e migrano attorno a loro, differenziando infine in più tipi di cellule attraverso la transizione epiteliale a mesenchimale.
Lo sviluppo della cresta neurale è influenzato da una serie di reti regolatorie geniche composte da segnali interagenti, fattori di trascrizione e geni effettori a valle, che danno pluripotenza e capacità di migrazione delle cellule.Comprendere i meccanismi molecolari della formazione della cresta neurale è fondamentale per noi comprendere la malattia umana perché è associato allo sviluppo di più linee cellulari.
Sviluppo anormale della cresta neurale può portare a una malattia della cresta neurale come l'insufficienza nasale anteriore, la sindrome di Wadenburg-Sha e la sindrome di Digeuro.
La storia della cresta neurale risale al 1868, quando William Heath descrisse per la prima volta questa struttura negli embrioni di pulcino.Con il progresso della tecnologia, i ricercatori hanno iniziato a utilizzare la tecnologia di marcatura cellulare per tenere traccia della migrazione delle cellule di cresta neurale.Le moderne tecniche di marcatura cellulare come i sistemi di marcatura dei pulcini dell'oca aiutano efficacemente gli scienziati a studiare lo sviluppo della cresta neurale e la sua importanza nell'evoluzione dei vertebrati.
processo di induzione della cresta neurale
La creazione di cellule adattive della cresta neurale comporta la trasmissione di una serie di segnali molecolari.Questi segnali inducibili provengono principalmente da strati epidermici e basali adiacenti, che includono segnali esterni come Wnt, BMP e FGF.Durante l'induzione neurale, questi segnali spingono la separazione del non neuroectoderma dalle piastre neurali, formando così le cellule di cresta neurale.
Studio mostra che la segnalazione Wnt svolge un ruolo importante nell'induzione della cresta neurale.
Come approfondimento dello sviluppo, l'espressione di specifici fattori di trascrizione ai confini della piastra neurale promuove ulteriormente la manifestazione delle caratteristiche della cresta neurale, tra cui fattori ZIC, Pax3 e DLX5.Lo sviluppo normativo delle creste neurali è anche associato all'interazione di più fattori di trascrizione, che apre la strada alla generazione di diversi tipi di cellule.
Migrazione delle cellule di cresta neurale e il suo significato clinico
Il processo di migrazione è un altro aspetto importante dello sviluppo delle cellule della cresta neurale.Questo processo è costituito da molti eventi altamente coordinati, a partire da prima dopo la chiusura del tubo nervoso.Le cellule di cresta neurale devono subire quella che viene chiamata stratificazione, ovvero la separazione dai tessuti adiacenti.
La migrazione delle cellule di cresta neurale è guidata da segnali EphB/EphrinB e semaforina/neuropilina e non richiede scaffold neuronali.
Le cellule di cresta neurale possono migrare in modo libero, guidate da segnali multipli.Il risultato di questo processo è che le cellule di cresta neurale differenziano diversi tipi di cellule come ottiche e cromofori in base al loro ambiente specifico.Inoltre, lo sviluppo anormale della cresta neurale può portare a molte malattie cliniche e questi stati patologici sono collettivamente chiamati malattie della cresta neurale, tra cui la sindrome di Wadenburg, la sindrome di Helstrane, ecc.
significato teorico e prospettiva futura
I ricercatori ritengono che l'emergere di cresta neurale sia la radice delle strutture unica per i vertebrati, che sono la base degli attuali stili viventi tolleranti attivo.La "nuova teoria della testa" proposta da Gans e Northcut è il processo di formazione del carattere basato su creste neurali, che può essere la chiave per guidare l'evoluzione unica dei vertebrati.
Comprendere il processo di formazione della cresta neurale non è solo importante per rivelare la storia evolutiva dei vertebrati, ma ci aiuta anche a comprendere le cause della radice di alcune malattie.Man mano che la ricerca si approfondisce, possiamo scoprire meglio i segreti delle creste neurali nell'evoluzione dei vertebrati?
