Language
Country/Area
No result found
Загадочный нервный гребень: почему его называют «линией жизни и смерти» позвоночных?
Нервный гребень — это структура, которую традиционно называют «линией жизни и смерти» позвоночных, поскольку она играет решающую роль в развитии позвоночных. Эта структура представляет собой кратковременную выпуклость, которая образуется между эктодермальным эпидермисом и нервной пластинкой и играет важную функцию в развитии позвоночных.
Клетки нервного гребня происходят из этой структуры и дают начало различным типам клеток, включая меланоциты, черепно-лицевой скелет, гладкие мышцы, периферические и кишечные нейроны и многое другое.
Формирование нервного гребня связано с взаимодействием множества молекулярных механизмов, которые определяют плюрипотентность клеток и их миграционные возможности. Получив более глубокое понимание молекулярных механизмов формирования нервного гребня, мы можем получить ценную информацию о болезнях человека, поскольку они связаны с судьбой нескольких клеточных линий.
Аномалии развития нервного гребня могут привести к заболеванию нервного гребня, которое включает в себя различные врожденные дефекты, которые могут влиять на физиологические и морфологические характеристики новорожденных. Например, синдром Ваарденбурга, синдром ДиДжорджа и др. тесно связаны с аномалиями развития нервного гребня.
История
В 1868 году Вильгельм Хис-старший впервые описал нервный гребень куриного эмбриона, назвав его «свернутой веревкой». Он назвал эту ткань «ганглионарным гребнем», потому что в конечном итоге она лежит по обе стороны нервной трубки, где дифференцируется в спинальные ганглии. Большая часть исследований 20-го века была сосредоточена на эмбрионах земноводных и обобщена в монографии, опубликованной Хёрстадиусом в 1950 году.
Используя технологию маркировки клеток, ученые могут визуализировать миграцию нервного гребня в развивающихся эмбрионах, что позволяет им более глубоко изучить этот важный биологический процесс.
Эти технологические достижения, такие как радиоактивное мечение в 1960-х годах, вызвали сдвиг на 180 градусов в изучении клеток нервного гребня. Эти методы до сих пор используются во многих исследованиях биологии развития.
Механизм индукции
Формирование клеток нервного гребня включает упорядоченную серию молекулярных событий, включая экзогенные сигналы, выделяемые из прилежащего эпидермиса и энтодермы. Эти сигналы, такие как Wnts, BMPs и Fgfs, играют важную роль в процессе нейроиндукции.
Например, было показано, что передача сигналов Wnt эффективна при индукции нервного гребня у многих видов и играет важную роль в инициации генов, специфичных для нервного гребня.
Затем, когда нервный гребень формируется на краю нервной пластинки, экспрессируется набор факторов транскрипции, и экспрессия этих факторов является предшественником экспрессии генов, специфичных для нервного гребня. Этот процесс имеет решающее значение для раннего развития позвоночных.
Миграция и развитие
Миграция клеток нервного гребня — высокоскоординированный процесс. Во-первых, закрытие нервной трубки позволяет клеткам нервного гребня мигрировать. Этот процесс включает эпидермально-мезенхимальный переход (ЕМТ) и его производные.
Во время процесса миграции клетки нервного гребня начинают экспрессировать молекулы, влияющие на морфологию и адгезию клеток, такие как Rho GTPases и кадгерины.
Во время этого процесса клетки нервного гребня регулируются различными сигналами, такими как сигнальные пути EphB/EphrinB и семафорин/нейропилин, которые вместе направляют клетки нервного гребня мигрировать по физиологическим путям с образованием окончательного типа клеток.
Клиническое значение
Заболевания нервного гребня — это заболевания, вызванные аномальным планированием, миграцией, дифференцировкой или гибелью клеток нервного гребня, и включают различные состояния, такие как синдром Ваарденбурга, болезнь Гиршпрунга и алкогольный синдром Форда.
Например, основной причиной является синдром Ваарденбурга — тип заболевания нервного гребня, характеризующийся пигментными аномалиями и врожденной глухотой.
Существование этих заболеваний не только влияет на физическое здоровье пациентов, но и создает определенные проблемы для распределения ресурсов всей семьи и общества, что подчеркивает ключевую роль нервного гребня в процессе нормального развития.
Эволюция нервного гребня
Структуры, происходящие из клеток нервного гребня, являются важным отличием позвоночных от других хордовых. В теории «новой головы» Ганс и Норткат предполагают, что наличие нервного гребня создает уникальные для позвоночных животных особенности, такие как сенсорные ганглии и кости черепа. Появление этой особенности обеспечивает позвоночным физиологические особенности, необходимые для хищнической жизни.
Поэтому можно сказать, что эволюция нервного гребня тесно связана с эволюцией сложных организмов и подчеркивает важность этой группы клеток в зарождении и эволюции жизни. Вновь рассматривая судьбу этих клеток, мы не можем не задаться вопросом: какие новые знания откроют эти удивительные клеточные происхождение и эволюция в будущих биологических исследованиях?
