Ganglionik üstünlük - Ganglionic eminence

Ganglionik üstünlük
Gelişen serebral korteks.png'de nöron-radyal glial etkileşimler
İnterneuronlar (yeşil) teğetsel olarak ganglionik üstünlükten beyin zarı. Teğetsel olarak göç eden internöronlar, radyal glial hücreler (kırmızı). Radyal olarak göç eden internöronlar, radyal glial hücrelere paralel hareket ederler.
Anatomik terminoloji

ganglionik şöhret (GE) içinde geçici bir yapıdır sinir sisteminin gelişimi bu hücreye rehberlik eder ve akson göç.[1] Mevcut embriyonik ve fetal aşamalar nın-nin sinirsel gelişim arasında bulundu talamus ve kuyruk çekirdeği.[1]

Seçkinlik, ventralin üç bölgesine ayrılmıştır. ventriküler bölge of telensefalon (yanal, orta ve kaudal bir tepe), kolaylaştırdıkları teğetsel hücre göçü sırasında embriyonik gelişme. Teğet göç, radyal glial hücreler ile etkileşimleri içermez; bunun yerine internöronlar, son konumlarına ulaşmak için radyal glial hücreler boyunca dikey olarak göç ederler. Teğet göç yolunu izleyen hücrelerin özellikleri ve işlevi, üretimlerinin yeri ve kesin zamanlamasıyla yakından ilişkili görünmektedir.[2] ve GE'ler, GABAergic'in oluşturulmasına önemli ölçüde katkıda bulunur. kortikal hücre nüfus.[1][3][4] GE'lerin katkıda bulunduğu bir diğer yapı da Bazal ganglion.[5] GE'ler aynı zamanda talamustan kortekse ve tam tersi büyüyen aksonları da yönlendirir.[1]

İnsanlarda, GE'ler bir yaşına kadar kaybolur.[1] Gelişim sırasında, nöronal göç, nesli tükenene kadar devam eder. Germ tabakası bu noktada mikrop tabakasından kalan kalıntılar zirveleri oluşturur.[1]

Sınıflandırma

GABAergic internöronların kortikal anaja (sol, sarı) teğetsel olarak göç ettikleri lateral ve medial ganglionik üstünlükleri (LGE, MGE) gösteren, 12.5. Gebelik gününde embriyonik bir farenin ön beynindeki koronal bölüm (ön plaka aşaması). Korteks için hedeflenen glutamaterjik nöronlar, kortikal ventriküler bölgede lokal olarak üretilir ve radyal olarak göç eder (sağ, kırmızı).

Ganglionik seçimler, bölgedeki konumlarına göre üç gruba ayrılmıştır. subventriküler bölge:

  • Medial ganglionik üstünlük (MGE)
  • Yanal ganglionik üstünlük (LGE)
  • Kaudal ganglionik üstünlük (CGE)[6]

Bir sulkus medial ve lateral ganglionik çıkıntıları ayırır. İfadesi Nkx2-1, Gsx2, ve Yolcu Sayısı6 LGE ve MGE'deki bağımsız progenitör hücre popülasyonlarını belirlemek için gereklidir. Bu üç gen arasındaki etkileşimler, farklı progenitör bölgeleri arasındaki sınırları tanımlar ve bu genlerin mutasyonları, MGE, LGE, ventral palyum (VP) ve anterior entopedunkular bölge (AEP) etrafında anormal genişlemeye neden olabilir. GE'lerin hücreleri oldukça homojendir, MGE, LGE ve CGE'nin tümü küçük, koyu, düzensiz çekirdeklere ve orta derecede yoğun sitoplazmaya sahiptir, ancak her bir üstünlük ürettiği döl tipi ile tanımlanabilir.[6] Üretilen farklı nesil türleri hakkında daha fazla bilgi için aşağıdaki bağımsız GE bölümlerine bakın.

Ek olarak, subventriküler bölge, birden fazla teğetsel olarak göç eden internöron akışlarının başlangıç ​​noktasıdır. Dlx genler. Bu bölgede belirlenen üç ana teğetsel göç yolu vardır:

  1. latero-kaudal göç (subpallial telensefalondan kortekse)
  2. medio-rostral göç (subpallial bazal telensefalondan koku soğanı )
  3. latero-kaudal göç (bazal telensefalondan striatum )

Bu yollar zamansal ve uzamsal olarak farklıdır ve çeşitli GABAerjik ve GABAerjik olmayan internöronlar üretir. GE kılavuzunun bir GABAerjik internöron örneği Parvalbumin - neokorteksteki internöronları içeren. GE'nin kılavuzunda yer alan GABAerjik olmayan internöronların bazı örnekleri dopaminerjik koku soğanı içindeki nöronlar ve kolinerjik striatumdaki internöronlar. Bu yollar boyunca göç eden hücreler farklı hızlarda hareket eder. GE'lerden türetilen hücrelerin tek yönlü hareket oranını kontrol etmede rol oynayan bazı moleküller, hepatosit büyüme faktörü / dağınık faktör (HGF / SF) ve çeşitli nörotrofik faktörler.[2]

Medial ganglionik üstünlük (MGE)

MGE'nin geliştirme sırasındaki birincil amacı, GABAerjik yıldız hücreleri ve göçlerini neokorteks.[6] Serebral korteksteki çoğu GABAerjik internöronun öncüleri subkortikalden göç eder. öncü bölge. Daha spesifik olarak, MGE'den neokortekse göç yolunun mekanik bir transeksiyonunun gerçekleştirilmesi, neokorteksteki GABAerjik internöronlarda% 33'lük bir azalmaya neden olur.[6] MGE ayrıca bazı nöronları üretir ve glia bazal gangliyon ve hipokampus.[6][7] MGE ayrıca Cajal-Retzius hücrelerinin bir kaynağı olabilir, ancak bu tartışmalı bir konudur.[6] Embriyonik gelişimin erken dönemlerinde, korteksteki internöronlar esas olarak MGE'den kaynaklanmaktadır. [8]ve AEP. In vitro deneyler, MGE hücrelerinin, LGE hücrelerinin göçünden üç kat daha hızlı, günde 300 μm'den fazla göç ettiğini göstermektedir.[2] Aşağıdaki bölümde LGE ile karşılaştırıldığında MGE'nin zaman çerçevesi ve işlevi hakkında daha fazla bilgi edinin.

Yanal ganglionik üstünlük (LGE)

MGE'deki erken zamansal gelişim çerçevesi ile karşılaştırıldığında LGE, daha sonra orta embriyojenik aşamada hücrelerin teğetsel göçüne yardımcı olur. Bu aşamada kortekse hücre göçünün çoğuna rehberlik eden MGE'nin aksine, LGE, kortekse hücre göçüne daha az katkıda bulunur ve bunun yerine birçok hücreyi koku ampullerine yönlendirir. Aslında, koku soğancığına göç, LGE tarafından yetişkinliğe yönlendirilir. Yeni üretilen nöronların anterior subventriküler bölgeden olfaktör bulbusa doğru izledikleri yol, rostral göçmen akışı. Embriyonik gelişimin geç aşamalarında, hem LGE hem de MGE, kortekse, özellikle korteksin proliferatif bölgelerine hücre göçünü yönlendirir.[2] Bazı araştırmalar, LGE'nin hücrelere neokortekse de katkıda bulunduğunu bulmuştur, ancak bu bir tartışma konusu olmaya devam etmektedir.[6] In vitro olarak, LGE'den göç eden hücreler, MGE hücrelerinden daha yavaş olan günde 100 μm'lik bir hızda hareket eder.[2]

Kaudal ganglionik üstünlük (CGE)

Kaudal ganglionik üstünlük, kortikal oluşum için gerekli olan başka bir subkortikal yapıdır. internöronlar. Yanındadır. Lateral ventrikül, LGE ve MGE sigortasının bulunduğu yerin arkasına.[6] CGE, orta ile kaudal arasında başlayan rostral medial ve lateral ganglionik çıkıntının bir füzyonudur. talamus. CGE içinde bulunan ve kaudal MGE ve LGE'nin uzantılarına çok benzeyen iki moleküler alan vardır.[9] CGE, üretilen gen ekspresyon modellerinde ve soyda LGE ve MGE'den farklıdır. MGE'den gelen hücrelerin aksine, CGE'den gelen hücreler nadiren parvalbumin içeren nöronlardı. Görünüşe göre CGE'den gelen hücrelerin çoğu GABAerjik internöronlardı, ancak bulundukları yere bağlı olarak CGE'den türetilmiş hücreler çok çeşitlidir. CGE'den türetilmiş hücreler arasında GABAerjik internöronlar, dikenli internöronlar, yosunlu hücreler, piramidal ve granül nöronlar ve hatta oligodendrosit ve astrosit glial hücreler.[6]

Hücre göçü

Ganglionik üstünlükteki hücreler teğet olarak neokortekse göç ederek internöronlara yol açar. Bu süreci yönlendirmek için çeşitli moleküler mekanizmalar işbirliği yapar. Serebral kortekse embriyonik interneuronal göç, MGE'deki bir dizi motojenik büyüme faktörleri, striatum ve LGE, izin veren ganglionik üstünlükteki göç koridorlarındaki faktörler ve korteksin kendisindeki çekici faktörler.[3] LGE'deki hücreler striatal alana (kuyruk çekirdeği ve Putamen ) ve septumun bölümleri ve amigdala. MGE hücreleri, Globus pallidus ve septumun bir parçası. CGE, interneuronların çekirdek ödül yatak çekirdeği stria terminalleri, hipokamp ve belirli çekirdekler amigdala. Bu yönlendirilmiş göç, bu subpallial alanlar arasındaki gen ekspresyonundaki farklılıklar tarafından indüklenir.[4] Bir dizi gen, internöronların ve oligodendrositlerin farklılaşması ve spesifikasyonunda rol oynar. Dlx1, Dlx2, Gsh1, Mash1, Gsh2, Nkx2.1, Nkx5.1, Isl1, Altı3 ve Vax1.[4]

Yönlendirilmiş göç için moleküler mekanizmalar

Gelişim sırasında ganglionik üstünlükten hücrelerin indüklenen göçü, çeşitli motojenik faktörler, hücre hareketliliğini artıran moleküller ve kemotaktik moleküller. Motojenik faktör HGF / SF hücre hareketliliğini arttırır ve hücreleri subpallial bölgelerden uzaklaştırır ve göç eden hücrelerin izlediği yolları sınırlar. Nörotrofinler, gibi BDNF, göçü yönlendirmede rol oynayan motojenik faktörler ailesidir. Serebral korteks, kemoatraktan moleküller sağlar (örneğin NRG1 kortekste tip I ve II), subpallial alanlar kemorepülsif moleküller üretir (örneğin Yarık ) hücre göçünü yönlendirmek için. Ek olarak, bazı izin veren faktörler (örneğin NRG1 tip III) bu sürecin gerçekleşmesi için göç koridorlarında gereklidir.[3][4]

Nörotransmiterler GABA ve 5-HT Göçe de karışmış durumda. Yüksek GABA konsantrasyonlarının rastgele hücre hareketine ("rastgele yürüme göçü") neden olduğu görülürken, düşük konsantrasyonlar yönlendirilmiş göçü teşvik eder. 5-HT, internöronların kortikal plakaya dahil edilmesi sürecine ve ayrıca internöronların alt popülasyonlarına farklılaşmaya bağlanmıştır.[4]

İlişkili bozukluklar

Hücrelerin ventriküler bölgeden amaçlanan varış yerine göçü ve farklılaşmalarının başarısı, mekanik motorlarla girişim veya hareketi başlatan, hücreyi göçe yönlendiren ve onu sonlandıran moleküler sinyallerde bir değişiklik dahil olmak üzere birçok farklı şekilde kesintiye uğrayabilir. göç. Göçü etkileyen moleküllerin işlevi, hücre hareketiyle sınırlı değildir ve önemli ölçüde ilgili olaylarla örtüşmektedir. nörojenez. Sonuç olarak, nöronal göç sendromlarının sınıflandırılması zordur. En büyük nöronal göç sendromları sınıfı Lisensefali. Bu, aşağıdakilerden değişen bir basitleştirilmiş korteks yelpazesini içerir. agyria (kortikal kıvrımların toplam yokluğu) pakigiri (genişletilmiş gyri) alışılmadık derecede kalın korteksli.

Nöronların yanlış göçü de iki taraflı periventriküler nodüler heterotopi nöronal tarafından tanınan bir hastalık heterotopya lateral ventrikülleri kaplamak. Zellweger Sendromu kortikal ile karakterizedir displazi benzer polimikrogri serebral ve serebellar korteksin, bazen çevreleyen pakigiri ile Sylvian fissür ve odak / alt bağımlı heterotopi. Kallmann sendromu tarafından tanınır anozmi ile ilişkili zeka geriliği, hipogonadizm ve koku alma ampulünün gelişememesi.

Bozuklukları aksonal izdüşüm ve birleşme nadiren saftır, ancak nöronal göç genleriyle yakından ilişkilidir. Bu özellikle şunları içerir: korpus kallozum agenezi.

Sinirsel elementlerin oluşumundaki bozukluklar, kortikal displazi. Örnekler şunları içerir: ektopik nörogenez, mikroensefali ve değişen hücre sağkalımı, hiperplazi, indirgenmiş apoptoz ve heterotopi.[10]

Daha fazla araştırma

Hücrelerin bazal gangliyonlardan neokortekse göçü hakkında daha fazla araştırma yapılabilir. Bunu kontrol eden moleküler mekanizmalar hala tam olarak açıklanamamıştır. Nöronal göçü engelleyebilecek bilinen mutasyonların sayısı hızla artıyor ve daha fazla araştırma yapıldıkça bunu yapmaya devam edecek. Hücreleri beyin kadar karmaşık bir sisteme doğru şekilde yerleştirmek için gereken moleküler adımların karmaşıklığı etkileyicidir ve bu karmaşık bulmacanın daha fazla parçası ortaya çıktıkça, nöronal göç ile ilişkili bozuklukları gidermek için stratejiler bulmak daha kolay olacaktır. potansiyel olarak travma, felç, gelişme bozukluğu ve yaşlanmanın neden olduğu hasarı onarır.[10]

Referanslar

  1. ^ a b c d e f Encha-Razavi ve Sonigo. (2003). Gelişmekte olan beynin özellikleri. Çocuğun Sinir Sistemi. s. 426-428
  2. ^ a b c d e Marín, O; Rubenstein, JL (Kasım 2001). "Uzun, dikkat çekici bir yolculuk: telensefalonda teğetsel göç". Doğa Yorumları. Sinirbilim. 2 (11): 780–90. doi:10.1038/35097509. PMID  11715055.
  3. ^ a b c Ghashghaei, HT; Lai, C; Anton, ES (Şubat 2007). "Yetişkin beynindeki nöronal göç: henüz orada mıyız?". Doğa Yorumları. Sinirbilim. 8 (2): 141–51. doi:10.1038 / nrn2074. PMID  17237805.
  4. ^ a b c d e Hernández-Miranda, Parnavelas ve Chiara. (2010). Kortikal internöronların oluşumu ve göçünde rol oynayan moleküller ve mekanizmalar. ASN Nöro, 2(2). s. 75-86.
  5. ^ Purves, D., Augustine, G., Fitzpatrick, D., Hall, W., LaMantia, A.S., McNamara, J. ve White, L. (2008). Sinirbilim. 4. baskı. Sinauer Associates. s. 555–8. ISBN  978-0-87893-697-7.CS1 bakım: birden çok isim: yazar listesi (bağlantı)
  6. ^ a b c d e f g h ben Brazel, CY; Romanko, MJ; Rothstein, RP; Levison, SW (Ocak 2003). "Memeli subventriküler bölgesinin beyin gelişimindeki rolleri". Nörobiyolojide İlerleme. 69 (1): 49–69. doi:10.1016 / s0301-0082 (03) 00002-9. PMID  12637172.
  7. ^ Sanes, Reh ve Harris. (2012). Sinir Sisteminin Gelişimi. 3. baskı Akademik Basın. sayfa 62-63. ISBN  978-0-12-374539-2.
  8. ^ Lavdas, Grigoriou, Pachnis ve Parnavelas. (1999). Medial ganglionik üstünlük, gelişen serebral kortekste bir erken nöron popülasyonuna yol açar. Sinirbilim Dergisi, 99(19). sayfa 7881-7888.
  9. ^ Harikalar, CP; Anderson, SA (Eylül 2006). "Kortikal internöronların kökeni ve özellikleri". Doğa Yorumları. Sinirbilim. 7 (9): 687–96. doi:10.1038 / nrn1954. PMID  16883309.
  10. ^ a b Ross, M.E. ve Walsh, C.A. (2001). İnsan beyni malformasyonları ve nöronal göç için dersleri. Yıllık Nörobilim İncelemesi, 24(1), 1041-1070.