外周神经系统的发育.ppt

神经嵴的发育与分化,1,神经嵴,神经嵴的位置神经嵴的分区神经嵴细胞的特点神经嵴细胞的发育命运,2,neuralcrestdelamination，migrationanddifferentiation,resumptiveinduction,cellspecification,cellmaintenanceandcellsurvival,诱导神经嵴形成首先需要完成从外胚层到神经嵴外胚层的转化。这一转化开始于原肠后期，并需要细胞外信号通路的参与和调控,3,4,神经板边界决定因子,转录因子：Zic1AP2Msx1Msx2Dlx3Dlx5Pax3和Pax7,5,神经嵴决定因子与上皮间充质转换,转录因子：Snail，Snail2，Sox8，Sox9，Sox10，FoxD3，twist，c-Myc和Id3,6,上皮间充质转换(epithelialtomesenchymaltransition，EMT)和剥离（delamination）,7,HNK-1,E-cadherinRhoB,调整细胞骨架,降低细胞粘连,诱导神经嵴细胞从神经管处迁移出来,MMP细胞外基质,8,脑神经嵴,头面部软骨、骨骼、脑神经元、神经节和结缔组织。部分脑神经嵴细胞可以迁入到咽弓和咽囊，分化成为胸腺细胞、牙原基中的成牙质细胞、中耳和颚部骨骼。,神经嵴的迁移与分化,感觉神经元的背根神经节、交感神经节肾上腺髓质和围绕主动脉的神经束和黑色素细胞,迷走和尾骶神经嵴会分化成肠部的副交感神经节,黑色素细胞、神经元、软骨组织、结缔组织、所有的从心脏出发的大动脉体壁中的肌肉与结缔组织，主动脉弓的内皮细胞以及主动脉和肺动脉之间的隔。,躯干神经嵴,迷走和尾骶神经嵴,心脏神经嵴,9,神经嵴细胞的迁移,在神经胚形成期间，神经嵴是一种短暂的结构,它的细胞在神经管闭合前后就开始分散迁移。What,When,How,Where,10,神经板与预定表皮的相互作用启动了神经嵴细胞的迁移Snail(activatethefactorsthatdissociatetheE-cadherins)和RhoB(promotingactinpolymerizationintomicrofilaments),11,神经嵴细胞在体内遵循精确的路线迁移。实验证明,当相连的神经管和神经嵴被颠倒时,神经嵴细胞继续向外迁出,然而它们现在是向背侧移动,而不是向腹侧移动当神经嵴细胞或它们的衍生物被植入宿主的正常神经嵴细胞迁移路线上时,它们将沿着这样的路线迁移。而当植入到其它的胚胎细胞时,它们将停留在原处,并不迁移,神经嵴细胞迁移的机制,12,蝾螈突变体可以形成神经嵴,但它们的细胞不能沿背侧部的途径迁移。,神经嵴细胞迁移的机制蝾螈突变体实验,13,Ventralmigrationpathway:,躯干神经嵴细胞的迁移,14,细外基质：趋化因子：表达受体Eph和neuropilin2的神经嵴细胞遇到表达Ephrin和Semaphorin-3F的细胞时，会停止迁移。,15,Dorsolateralmigrationpathway:,躯干神经嵴细胞的迁移,16,趋化因子吸引神经嵴细胞向其迁移。Ephrin信号对黑色素细胞系细胞的迁移起正向调控作用。Ephrin沿着背侧迁移路径表达，神经嵴细胞上表达的受体Eph，这两种蛋白相互作用吸引神经嵴细胞进行迁移。,17,脑神经嵴的迁移与分化,脊椎动物头部的很多结构是由神经嵴分化而来的，脑神经嵴在不同脊椎动物中的迁徙路线是非常保守的。源于间脑和前中脑的神经嵴细胞迁移到额鼻突，而从中脑和后脑处迁出的神经嵴细胞则进入咽弓，它们将来分化成何种组织由迁移的目的地决定。,18,位于中脑到第一、第二菱脑节的神经嵴迁移到第一咽弓(下颌弓)处，形成下颌骨、中耳砧骨、锤骨。这些细胞也会分化成为三叉神经节(支配牙和颚的活动)，同时也参与分化形成睫状神经节。部分脑神经嵴也被正在扩张的表皮牵引，形成额鼻突，在额鼻突的神经嵴再分化成面部的骨骼。,从第四菱脑节及附近区域来的神经嵴细胞，形成第二咽弓和颈部的舌软骨、中耳镫骨。这些细胞也分化形成面部的神经元。,从第六至第八菱脑节来的神经嵴细胞迁移到第三、第四咽弓和咽囊分化形成舌软骨、胸腺、副甲状腺、甲状腺。如果将神经嵴从这一区域去除，这些器官就不能形成。有一部分细胞向后侧方向迁移到锁骨附近，分化成与颈部肌肉相连接的部分。,第三至第五菱脑节来的神经嵴细胞迁移？,19,20,心脏神经嵴的迁移与分化,分化咽腺、胸腺和甲状旁腺、主动脉肺动脉隔,21,神经嵴细胞多能性,Asingleneuralcrestcellisinjectedwithhighlyfluorescentdextranshortlybeforemigrationoftheneuralcrestcellsisinitiated.,22,23,影响神经嵴细胞多能性的因素,在胚胎内的位置生长因子细胞外基质激素,24,大多数交感神经节细胞是肾上腺素能的,而副交感神经节细胞是乙酰胆碱能的。这两种类型的细胞均起源于神经嵴,是它们的迁移路线和最后定居位点是不同的。问题：递质的选择是否是在迁移以前决定的,或者是由迁移路线决定的,或是由神经元将要定居的局部的组织环境决定的,？,神经嵴细胞分化,25,2、肠的类乙酰胆碱能的副交感神经节起源于“迷走区”前七个体节,1、实验是用鸡和鹌鹑的胚胎作材料,从二者取得的神经嵴细胞可以根据细胞核核仁大小和染色性质的不同区分开。,3类肾上腺能的交感神经链的神经元起源于躯干部的神经嵴部分,神经嵴细胞分化,？,26,某些因子能影响神经嵴衍生物对神经递质的选择。例如,将晚期胚胎的交感神经元体外培养几周时,其表达递质是由培养条件决定的。如果交感神经元生长于培养过心脏的培养基(心脏条件培养液)中时,这些神经元失去了类肾上腺素能的性质,并开始合成乙酰胆碱。现已从培养的心脏细胞中分离出一种45KD的蛋白质,它能诱导大鼠交感神经元从类肾上腺素能的转变为乙酰胆碱能的。,这些研究结果表明?,神经嵴细胞分化,27,与神经嵴有关的疾病,28,基板的发育与分化,在神经板时期，位于胚胎前端的表皮与神经外胚层之间的边界区域的上皮细胞增厚成为柱状上皮，这些细胞将参与头部各种感觉器官的形成，称为外胚层基板（ectodermalplacode）或颅基板(cranialplacode),29,非洲爪蛙中，外胚层基板和神经嵴在神经胚期共同起源于神经板和表皮外胚层之间的区域，这一区域有时统称为旁侧神经性外胚层（lateralneurogenicectoderm，LNE）。,30,旁侧神经性外胚层发育调节,BMP,WntFGFRA,III,II,I,six1,eya1,表皮、神经板和神经嵴基因的表达,其它基板特异基因,不同诱导因子,31,32,不同的基板中细胞形态发生的行为是不同的：一些基板将内陷，最后完全与外胚层脱离形成一个上皮球。如听基板首先内陷形成听窝（oticpits），然后与表面的外胚层完全脱离形成一个听泡（oticvesicles），最后它经历复杂的变化形成内耳。嗅基板内陷，但从未与外胚层完全脱离。它们形成增厚的外胚层囊，称为嗅窝（alfactorypits），最后形成鼻的嗅上皮，它包含所有司嗅觉的特异神经