神经系统的发育专家讲座.pptx

一、神经管形成外胚层细胞命运：背部中线区细胞将形成脑和脊髓；中线区外侧细胞将生成皮肤；上述二者相交处细胞为神经嵴细胞(neuralcrest)，它们将迁移各处形成外周神经元、色素细胞、神经胶质细胞等。神经管形成起始：来自背部中胚层信号诱导预置神经板边缘细胞背测收缩，而预置表皮细胞向中线移动，使表皮与神经板交接处凸起形成神经褶。Primaryneurulation过程神经管形成扫描电镜图神经管与相邻外胚层细胞分离可能与细胞粘连分子相关神经管沿A－P轴线依次闭合，完成形成过程。人类胚胎神经管闭合缺点症不一样区域神经管封口时间不一样。第二区封口失败，胚胎前脑不发育，即致死性无脑症；第5区不封口造成脊柱裂口症。SonicHedgehog、Pax3等因子是神经管闭合所必需。孕妇服用叶酸和适量胆固醇可降低胎儿神经管缺点风险。2.SecondaryNeurulation斑马鱼神经管形成1.Organizermesoderm诱导神经管形成两栖动物胚胎胚孔背唇诱导第二胚轴形成作用叫做primaryembryonicinduction主要胚胎诱导作用也存在于其它物种上鸭Hensen`snode移植到鸡胚上诱导一个次级胚轴形成斑马鱼胚盾含有组织中心活性神经诱导作用机制组织中心产生信号分子(如Chordin、Noggin、Follistatin)可拮抗腹部化信号(如BMP4)，从而使其附近外胚层细胞朝预置神经命运发育。三、神经管分化1.脑分区2.后脑分区脊椎动物后脑普通都再分出多个菱脑原节(rhom-bomeres),每个菱脑原节是一个发育单位，节内细胞可交换，而节间不能交换。后脑产生控制面部和颈部神经，其产生神经嵴细胞分化出周围神经和面部骨骼和结缔组织。Hox基因在不一样后脑区域有不一样表示谱Hox基因在菱脑原节表示转基因动物模型Hoxb2一个增强子使lacZ在r3和r5中表示；而Hoxb1一个增强子使碱性磷酸酶在r4表示。四、神经元分化2.脊髓沿D－V轴线分化脊髓沿背－腹轴线不一样区域细胞有不一样发育命运.Commissuralneurons脊髓沿D－V轴分化机制腹部命运：决定于来自脊索和floorplate信号。将脊索置于脊髓侧面或背部，其接触脊髓部位将形成第二个floorplate,附近分化出motorneuron,但背部标志基因pax3和pax7表示受抑制。腹部信号分子是SonicHedgehog，其不一样浓度决定了不一样腹部命运(高浓度诱导motorneurons,而低浓度诱导C.neurons)。背部命运：决定于来自神经管形成中背部外胚层产生BMP4和BMP7,它们能够诱导脊髓背部细胞表示BMP4和Dorsalin-1。背、腹部信号分子间互作提供了脊髓细胞分化位置信息。如将notochord去除后，Dorsalin表示区就向腹部扩展。3.中枢神经系统分层在不一样时间点产生神经元最终停留位置不一样，最早产生最靠近管腔。左图为人类胚胎神经管不一样区域管壁分层图示。最靠近管腔一层为室管膜层，又叫室管增殖区，其内细胞维持了分裂能力。外套层(mantlezone)来自室管膜层细胞分化为神经元和神经胶质细胞。边缘区(marginalzone)主要为神经轴索和胶质细胞。脊髓神经系统分层最初形成神经管上皮细胞分裂产生两类细胞：能够继续分裂上皮细胞；失去再分裂能力神经细胞，它们沿放射状分布胶质细胞向外迁移。室管膜层区细胞分裂方式与子细胞命运关系Verticaldivision:分裂面与表皮细胞长轴平行，产生2个有继续分裂能力子细胞。Horizontaldivision:分裂面与表皮长轴垂直，只产生一个有继续分裂能力子细胞。原因：Notch-1和numb蛋白不均匀分布。五、神经元生长和凋亡轴突绝缘层－髓鞘(myelinsheath)：由神经胶质细胞围绕axon形成多层膜系统，以预防电脉冲在传输过程中损耗。外周神经元髓鞘由Schwanncell形成，而中枢神经元oligodendrocytes形成。2.Guidanceforaxongrowth神经轴突生长首先决定于其本身表示基因产物。神经轴突生长也决定于其所处环境原因(environmentalcues),一些原因含有吸引作用，而一些含有排斥作用。这些环境原因包含其伸展路径中组织结构、胞外基质成份、相邻细胞表面特征。神经管中netrin分泌蛋白对连合神经神经元轴突生长含有吸引作用体节生骨区中ephrin对motorneuron生长起排斥作用昆虫肢体中跨膜蛋白semaphorin对感觉神经元生长起排斥作用神经营养因子作用由靶细胞分泌NGF、BDNG、NT-3/4/5等是近距离趋向因子，某种因子对一个神经元起吸引作用，但可能对另一个神经元起排斥作用。3.Synapseformation当神经元生长锥抵达靶位(肌