Войти
Нейроэпителиальные клетки или нейроэктодермальные клетки, образующие стенку закрытой нервной трубки в начале эмбрионального развития. Нейроэпителиальные клетки покрывают толщину стенки трубки, соединяясь с пиальной поверхностью и с желудочковой или просветной поверхностью. Они соединены в просвете трубки соединительными комплексами, где они образуют псевдостратифицированный слой эпителия, называемый нейроэпителием .
Нейроэпителиальные клетки. стволовые клетки центральной нервной системы, известные как нервные стволовые клетки, и генерируют промежуточные клетки-предшественники, известные как радиальные глиальные клетки, которые дифференцируются на нейроны и глии в процессе нейрогенеза.
Развитие нервной трубки В течение третьей недели эмбрионального роста головного мозга начинает развиваться у ранних плодов в процессе, называемом морфогенез. Нейроэпителиальные клетки эктодермы начинают быстро размножаться и складываются с образованием нервной пластинки, которая инвагинирует в течение четвертой недели эмбрионального роста и формирует нервную трубку. Образование нервной трубки поляризует нейроэпителиальные клетки, ориентируя апикальную сторону клетки так, чтобы она была обращена внутрь, которая позже становится желудочковой зоной, а базальная сторона ориентирована наружу, которая контактирует с пиалом или внешним поверхность развивающегося мозга. В рамках этой полярности нейроэпителиальные клетки экспрессируют проминин-1 в апикальной плазматической мембране, а также плотные контакты для поддержания клеточной полярности. Интегрин альфа 6 якоря нейроэпителиальные клетки в базальную пластинку. нервная трубка начинается как единственный слой псевдостратифицированных эпителиальных клеток, но быстрое разрастание нейроэпителиальных клеток создает дополнительные слои и, в конечном итоге, три отдельные области роста. Поскольку эти дополнительные слои образуют, апикально-базальная полярность должна быть снижена. Дальнейшая пролиферация клеток в этих областях приводит к появлению трех различных областей мозга: переднего мозга, среднего мозга и заднего мозга. Нервная трубка также дает начало спинному мозгу.
Нейроэпителиальные клетки симметрично делятся или дифференцируются в клетки-предшественники, называемые радиальными глиальными клетками, при асимметричном клеточном делении. Они могут далее дифференцироваться в нейроны или глиальные клетки. Нейроэпителиальные клетки представляют собой класс стволовых клеток и обладают способностью к самообновлению. Во время формирования нервной трубки нейроэпителиальные клетки подвергаются симметричным пролиферативным делениям, которые дают начало двум новым нейроэпителиальным клеткам. На более поздней стадии развития мозга нейроэпителиальные клетки начинают самообновляться и одновременно дают начало не стволовым клеткам-предшественникам, таким как радиальные глиальные клетки, претерпевая асимметричное деление. Экспрессия Tis21, антипролиферативного гена, заставляет нейроэпителиальную клетку переключаться с пролиферативного деления на нейронное деление. Многие из нейроэпителиальных клеток также делятся на радиальные глиальные клетки, похожие, но более ограниченные по судьбе клетки. Будучи клеткой с более ограниченной судьбой, радиальная глиальная клетка будет генерировать постмитотические нейроны, промежуточные клетки-предшественники или астроциты в глиогенезе. Во время деления нейроэпителиальных клеток межкинетическая миграция ядер позволяет клеткам неограниченно делиться, сохраняя при этом плотную упаковку. Во время G1 ядро клетки мигрирует к базальной стороне клетки и остается там в течение фазы S и мигрирует на апикальную сторону в течение фазы G2. Эта миграция требует помощи микротрубочек и актиновых филаментов.
Нейроэпителиальные клетки дают начало радиальным глиальным клеткам-предшественникам в раннем эмбриональном развитии. Чтобы произвести это изменение, нейроэпителиальные клетки начинают подавлять свои эпителиальные свойства, останавливая экспрессию окклюдина, белка плотных контактов. Потеря окклюдина приводит к потере прежних герметичных соединений, что необходимо для образования нейробластов. Другой белок плотного соединения, PARD3, остается на апикальной стороне клетки, совместно локализуясь с N-кадгерином, и сохраняет неповрежденной апикальную поверхность нейроэпителиальной клетки.. В отсутствие окклюдина некоторая полярность все еще теряется, и нейроэпителиальная клетка дает начало радиальной глиальной клетке.
Движение от эпендимный слой SVZ нервные клетки становятся все более и более дифференцированными В ЦНС взрослого нейроэпителиальные клетки возникают в нескольких различных областях мозга: субвентрикулярная зона (SVZ), обонятельная луковица и зубчатая извилина гиппокампа. Эти клетки не появляются ни в одной из периферической нервной системы. Нейроэпителиальные клетки, часто относящиеся к нейральным стволовым клеткам, дают начало лишь нескольким разновидностям нервных клеток, что делает их мультипотентными - явным отличием от плюрипотентных стволовых клеток, обнаруживаемых в эмбриональном развитии. Нейроэпителиальные клетки подвергаются митозу, генерируя больше нейроэпителиальных клеток, радиальных глиальных клеток или клеток-предшественников, причем последние два дифференцируются либо в нейроны, либо в глиальные клетки. Нейроэпителиальные клетки подвергаются двум различным формам митоза: асимметричному дифференцирующему делению и симметричному плодовитому делению. асимметричное деление клеток приводит к двум различным разновидностям дочерних клеток (т.е. нейроэпителиальная клетка делится на радиальную глиальную клетку и другую нейроэпителиальную клетку), в то время как симметричная версия дает идентичные дочерние клетки. Этот эффект вызван ориентацией митотического веретена, который расположен либо в задней, либо в передней области митотической клетки, а не в центре, где оно находится во время симметричного деления. Клетки-предшественники и клетки радиальной глии реагируют на внеклеточные трофические факторы, такие как цилиарный нейротрофический фактор (CNTF), цитокины или нейрегулин 1 (NRG1), которые могут определять будут ли клетки дифференцироваться в нейроны или глию. В целом нейрогенез регулируется как множеством разнообразных регуляторных путей в ЦНС, так и несколькими другими факторами, от генов до внешних раздражителей, таких как индивидуальное поведение человека. Большая взаимосвязанная сеть регуляторных ответов служит для точной настройки ответов, обеспечиваемых новообразованными нейронами.
Нейрогенез во взрослом мозге часто связан с заболеваниями, которые ухудшают состояние ЦНС., например, болезнь Хантингтона, болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона. В то время как у взрослых нейрогенез активируется в гиппокампе у пациентов с этими заболеваниями, еще предстоит выяснить, будут ли его эффекты регенеративными или неубедительными. Люди с этими заболеваниями также часто проявляют снижение обонятельных способностей, а также снижение когнитивной активности в гиппокампе, областях, специфичных для нейрогенеза. Гены, связанные с этими заболеваниями, такие как α-синуклеин, пресенилин 1, MAPT (тау-белок, связанный с микротрубочками) и хантингтин, также часто встречаются. связана с пластичностью мозга и его модификацией. Нейропластичность дополнительным образом связана с нейрогенезом. Новые нейроны, генерируемые нейроэпителиальными клетками, предшественниками и радиальными глиальными клетками, не выживут, если они не смогут интегрироваться в систему, создавая связи с новыми соседями. Это также приводит ко многим противоречивым концепциям, таким как нейрогенная терапия, включающая трансплантацию местных клеток-предшественников в поврежденную область.
Дизембриопластическая нейроэпителиальная опухоль A дисэмбриопластическая нейроэпителиальная опухоль - редкая, доброкачественная опухоль, поражающая детей и подростков в возрасте до двадцати лет. Опухоль возникает в ткани, покрывающей головной и спинной мозг. Симптомы опухоли зависят от ее местоположения, но у большинства детей возникают припадки, которые невозможно контролировать с помощью лекарств. ДНТ обычно лечат с помощью инвазивной хирургии, и пациенты обычно способны полностью выздоравливать, практически без долгосрочных эффектов.
Нейроэпителиальные кисты, а также известные как коллоидные кисты, развиваются у лиц в возрасте от 20 до 50 лет и относительно редко встречаются у лиц в возрасте до двадцати лет. Кисты - это доброкачественные опухоли, которые обычно появляются в передней третьем желудочке. Кисты возникают в эпителии, что подвергает их пациентов риску обструктивной гидроцефалии, повышенного внутричерепного давления и, в редких случаях, внутрикистозного кровоизлияния. Это происходит в результате увеличения кисты из-за того, что эпителий выделяет дополнительную слизистую жидкость. Кисты обычно обнаруживаются случайно или при появлении у пациента симптомов гидроцефалии. Более крупные кисты оперируются, а меньшие кисты, которые не являются обструктивными, можно оставить в покое.
Олигодендроглиальные опухоли проявляются в глиальных клетках, которые отвечают за поддержку и защиту нервных клеток в головной мозг. Опухоль развивается над олигодендроцитами и обычно обнаруживается в головном мозге вокруг лобных или височных долей. Опухоли могут либо медленно расти хорошо дифференцированным образом, отсрочивая появление симптомов, либо они могут быстро расти с образованием анапластической олигодендроглиомы. Симптомы этого типа опухоли включают головные боли и проблемы со зрением. Кроме того, закупорка желудочков может вызвать скопление спинномозговой жидкости, что приведет к отеку вокруг опухоли. Расположение опухоли также может влиять на симптомы, поскольку опухоли лобных долей могут вызывать постепенные изменения настроения или личности, в то время как опухоли височных долей приводят к проблемам с координацией и речью.
Исследователям удалось создать нейронные химеры путем комбинирования нейронов, развившихся из эмбриональных стволовых клеток, с глиальными клетками, которые также были получены из эмбриональных стволовых клеток. Эти нейронные химеры дают исследователям исчерпывающий способ изучения молекулярных механизмов восстановления и регенерации клеток с помощью нейроэпителиальных клеток-предшественников и, мы надеемся, прольют свет на возможное восстановление нервной системы в клинических условиях. В попытке определить ключевые особенности, которые отличают нейроэпителиальные клетки от их клеток-предшественников, исследователи идентифицировали промежуточный филамент, который экспрессируется 98% нейроэпителиальных клеток нервной трубки, но ни одна из их клеток-предшественников. После этого открытия стало ясно, что все три типа клеток нервной системы являются результатом гомогенной популяции стволовых клеток. Чтобы сделать возможной клиническую репарацию нейронов, исследователям потребовалось дополнительно охарактеризовать региональную детерминацию стволовых клеток во время развития мозга, определив, какие факторы обуславливают превращение предшественника в тот или иной. Хотя точные факторы, которые приводят к дифференцировке, неизвестны, исследователи использовали нейронные химеры человека и крысы для изучения развития человеческих нейронов и глиальных клеток на модели животных. Эти нейронные химеры позволили исследователям изучить неврологические заболевания на животных моделях, где можно контролировать травматические и реактивные изменения. Со временем исследователи надеются, что смогут использовать информацию, полученную в ходе экспериментов с нейронными химерами, для восстановления участков мозга, пораженных расстройствами центральной нервной системы. Проблема доставки, однако, до сих пор не решена, поскольку было показано, что нейральные химеры циркулируют по желудочкам и проникают во все части ЦНС. Обнаружив внешние признаки дифференцировки, трансплантацию нейроэпителиального предшественника можно использовать для лечения многих заболеваний, включая рассеянный склероз, болезнь Хантингтона и болезнь Паркинсона. Дальнейшее исследование нервных химерных клеток и химерного мозга предоставит доказательства для манипулирования правильными генами и повышения эффективности восстановления нервного трансплантата.
Исследования депрессии показывают, что один из основных причинных факторов депрессии, стресс, также влияет на нейрогенез. Эта связь привела к тому, что исследователи постулировали, что депрессия может быть результатом изменений уровней нейрогенеза в мозге взрослого человека, особенно в зубчатой извилине. Исследования показывают, что стресс влияет на нейрогенез, увеличивая количество глюкокортикоидов и уменьшая количество нейромедиаторов, таких как серотонин. Эти эффекты были дополнительно подтверждены путем индукции стресса у лабораторных животных, что привело к снижению уровней нейрогенеза. Кроме того, современные методы лечения депрессии также способствуют нейрогенезу. Текущие исследования направлены на дальнейшую проверку этой связи и определение механизма, с помощью которого она возникает. Это потенциально может привести к лучшему пониманию развития депрессии, а также будущих методов лечения.
