A gerincvelő, az agyhólyagok, az agytörzs és a kisagy fejlődése

Az előadások a következő témára: "A gerincvelő, az agyhólyagok, az agytörzs és a kisagy fejlődése"— Előadás másolata:

1 A gerincvelő, az agyhólyagok, az agytörzs és a kisagy fejlődése
Nemeskéri Ágnes 2014 Semmelweis Egyetem Humánmorfológiai és Fejlődésbiológiai Intézet Klinikai Anatómiai Kutatólaboratórium

2 A gerincvelő fejlődése
stage 13 (4 hét postov.) a velőcső teljesen záródott medulla spinalis -a velőcsőből fejlődik a 4. somita pártól caudálisan

3 Neuroepithel sejtek - Proliferáció
-korai idegi őssejtek erősen proliferálnak (14-16 óra egy osztódási ciklus) -proliferáció nem folyamatos -symmetrikus és asymmetrikus osztódások -symmetrikus mitosisok biztosítják a növekedést és a őssejt sejtpopuláció fenntartását I. PROLIFERÁCIÓ - kritikus sejtszám kialakulása II. SPECIÁLIS RENDEZETTSÉG KIALAKULÁSA – migráció - intermittáló nem-mitotikus periodusok: - a neuronalis prekurzorok kivándorlása a velőcső záródásakor: egy neurogen zona, DE!!: heterogén sejtes összetétel 1. aszimmetrikusan és szimmetrikusan osztódó őssejt/progenitor sejtek 2. migráló sejtek 3. differenciálódó neuron prekurzorok

4 Neuroepithel sejtek proliferáció – migráció - differenciálódás
pia mater – külső felszín ventriculáris felszín tető lemez Többmagsoros epith. INDUKCIÓS HATÁSRA: -speciális sejtpopulációk -meghatározott stereotípusos lokalizációban -szignáladó centrum: tető lemez – a gerincvelő dorzális középvonali része

5 Szöveti differenciálódás neuronok - gliasejtek
-tetőlemez BMP -szárnylemez -neuroepithel sejtekből a velőcső záródása után -sulcus limitans -primitív idegsejtek (neuroblastok) -a neuroepithel sejtek körül a köpenylemezt alkotják ▼ Gerincvelő szürkeállománya -alaplemez -fenéklemez Shh

6 Szöveti differenciálódás neuronok - gliasejtek
neuroepithel sejtek neuroblastok Neuroblastok 1.lumenig érő centrális nyúlvány – tranziens dendrit 2.köpenylemezbe vándorlás után elveszti – apoláris 3.két új nyúlvány – bipoláris 4.axon – dendrit – multipoláris idegsejt -elvesztik osztódási képességükrt marginális lemez -a köpenylemez sejtjeiből kinövő idegrostokat tartalmazza ▼ -gerincvelő fehérállománya

7 Dorsalis – ventrális polarizáció
Bell-Magendie szabály 1811 1822 Szárnylemez ▼ érző idegsejtek cornu posterius alaplemez ▼ motoros idegsejtek cornu anterius

8 Alaplemez, szárnylemez neuronok gliasejtek
-neuronok nyúlványai áttörnek a marginális zónán: ventrális motoros gyökér Szárnylemez - neuronok nyúlványai a gerincvelő marginális rétegébe lépnek -craniális vagy caudális irányban futnak - interneuronok és projekciós neuronok – információ a ggl spinale neuronjaitól Gliasejtek - a neuroblastok kialakulása után a gliobastok differenciálódnak -a köpenylemezbe vándorolnak: plazmás és rostos astrocyta -a zona marginálisba vándorlók: oligodendrogliasejtek -zona ventriculáris: ependyma sejtek, már nem proliferáló neuroepithel sejtekből microgliasejtek – a mesenchyma származéka

9 Motoneuron csoportok differenciálódása
Nkx6.1 homeodomain neural progenitor gén - specifikusan expresszálódik a ventralis velőcsőben, - ez az aktivitás kell a motoneuron generálásához L. Wilson, M. Maden / Developmental Biology 282 (2005) 1–13 -retinsav (RA) a paraxialis mesodermában keletkezik - retinaldehyde dehydrogenase 2 (RALDH2) által -a korábban differenciálódott LateralMotorCellsMedial expresszálják a Raldh2-t és szintetizálják a RA-t -ez indukálja a LaterlMotorCellsLateral phenotypust a később született neuroblastokban miközben átvándorolnak laterál felé

10 Gerincvelő helyzetváltozása
8 hetes 24 hetes újszülött felnőtt Gerincvelő hossza - 3. hónap végéig megegyezik a testhosszal -később gerincoszlop növekedése meghaladja a gerincvelőét

11 A velőcső tagozódása másodlagos agyhólyagok primér agyhólyagok
előagy (prosencephalon) középagy (mesencephalon) utóagy (rhombencephalon) gerincvelő (medulla spinalis) végagy (telencephalon) köztiagy (diencephalon) hátsóagy (metencephalon) nyúltagy (myelencephalon) pons, cerebellum medulla oblongata

12 Primér és szekunder agyhólyagok fejlődése

13 Indukciók a velőcső mentén
vertical indukciók – chorda dorsalisból és a fej organiziáló regiókból - - Otx-2 prosencephalon/középagy region  Gbx-2  utóagyat határozza meg -expressziós határok élesek a középagy/utóagy átmenetben

14 Organizátor régiók FGF-8 A közép-utóagy határon : isthmus organizátor
-Wnt-1  és FGF-8 a középagy és a kisagy fejlődését irányítja Az elülső idegi szegély (anterior neural ridge) –Shh-t és FGF-8-at termel; a telencephalon, a diencephalon egyes részeinek, valamint a szagló terület és a hipofízis fejlődésében játszik szerepet. A zona limitans interthalamica -Shh-t termelő régió : a dorzális és ventrális thalamus határ kifejlődésésben van szerepe FGF-8 Wnt-1 FGF-8

15 Telencephalon

16 A nyúltvelő korai fejlődése
tetőlemez (velum medullare) sulcus limitans sulcus medianus érző agyidegmagvak szárnylemez érző és motoros vegetatív agyidegmagvak alaplemez oliva motoros agyidegmagvak

17 A nyúltvelőben módosul a Bell-Magendie szabály
lateralis medialis sensoros motoros

18 A híd fejlődése rombus ajak sulcus medianus sulcus limitans tetőlemez
IV. kamra általános zsigeri mozgató magvak, nucl. salivatorius sup. (VII) speciális zsigeri mozgató magvak (V, VII) nuclei pontis általános szomatikus mozgató magvak (VI) fenéklemez corticofugalis rostok (marginális zóna) formatio reticularis

19 A híd fejlődése speciális szomatikus érző mag (VIII) sulcus limitans
sulcus medianus általános szomatikus érző magvak (V) tetőlemez rhombus ajak speciális zsigeri érző magvak nucl. solitarius (VII, IX, X) IV. agykamra általános zsigeri érző magvak, nucl. lat. alae cinereae (X) tegmentum pontis (alaplemez) fenéklemez

20 A fossa rhomboidea és a kisagy fejlődése
mesencephalon metencephalon myelencephalon szárnylemez tetőlemez (átvágva) alaplemez rhombus ajak (harántirányban szétnyíltak) n. trochlearis sulcus limitans sulcus medianus fossa rhomboidea hídhajlat 5. hét

21 Cerebellum sejtes differenciálódása
Purkinje sejtek Shh-ot expresszálnak - szemcsesejt prekurzorok proliferálnak Ventricularis zóna Rhombusajak -rp – tetőlemez -rhombus ajak -vz – ventrikuláris zóna -egl – külső granuláris lamina -igl – belső granuláris lamina -dcn – kisagymagok -PC – Purkinje sejt -ch pl – plexus choroideus

22 A mesencephalon fejlődése éretlen mesencephalon
szárnylemez alaplemez tetőlemez fenéklemez sulcus limitans éretlen mesencephalon

23 A telencephalon, a basalis ganglionok fejlődése

24 Telencephalon – basalis ganglionok fejlődése
Ganglionic_eminence_mice_E12.5_doi_ _ jpg -a legtöbb interneuron a cerebralis cortexben a medialis ganglion eminenciából származik (MGE) - MGE-ből migrálnak tangenciálisan (parallel to the brain surface) és betelepednek a cortexbe

25 A cortex celluláris differenciálódása
Pyramis sejtek a ventricularis zónából származnak -glutamáterg Interneuronok a ganglion eminenciából Cajal-Retzius sejtek szekretálnak egye extracellularis matrix proteint: reelin, szabályozza a radialis neuronalis migratiót szignálúton keresztül -ventricularis zónából származnak -tangenciális vándorás a marginalis zónában -kontrollálják a radiális gliáról a leválást – rétegekbe rendeződést -éréssel párhuzamosan csökken a mennyiségük Reelin - stop szignál -glycoprotein - RELN gén kódolja -számos extracellularis molecula regulálja a migratiót: Slits, netrins, semaphorins, Reelin Slitek, netrinek, és semaphorinok: szerep a tangentialis migratióban

26 A cortex celluláris differenciálódása
Guiding Neuronal Cell Migrations Oscar Marín, Manuel Valiente, Xuecai Ge and Li-Huei Tsai 2010

27 Neuronal migration Guiding Neuronal Cell Migrations
Oscar Marín, Manuel Valiente, Xuecai Ge and Li-Huei Tsai 2010

28 Corticalis neuronok migrációjának zavarai – laminációs defektusok
Schizophrenia Temporalis epilepsia -túl sok Cajal_Retzius sejt -folyamatos migráció, neurogenezis Lissencephalia -nincsenek gyrusok és sulcusok -defektus a laminációban -a reelin interakciója a receptorral hibás Altzheimer kór -a normális alacsony mennyiségnél is kevesebb Autizmus

29 Fejlődési rendellenesség
Epilepsia

30 Források dr. Nagy Nándor elődásából a 11, 12, 13, 14, 16, 17, 18, 19, 20, 22-es diák