Migration und Derivate von Neuralleistenzellen

Die Neuralleiste ist eine transiente, wandernde Zellpopulation, die an der Grenze der Neuralplatte entsteht und sich von den dorsalen Neuralfalten ablöst, während sich das Neuralrohr schließt. Oft als viertes Keimblatt beschrieben, aufgrund ihrer bemerkenswerten Vielfalt an Schicksalen, wandern Neuralleistenzellen entlang definierter Wege, um einen Großteil des peripheren und autonomen Nervensystems sowie Pigmentzellen und viele kraniofaziale Strukturen aufzubauen.

Definition

Die Migration und Derivate von Neuralleistenzellen beschreibt die Bildung von Neuralleistenzellen an der Neuralplatten-Grenze, ihre Delamination vom dorsalen Neuralrohr über einen epithelial-mesenchymalen Übergang, ihre Migration entlang definierter Wege und die vielfältigen neuronalen, glialen, Pigment- und kraniofazialen Zelltypen, die sie generieren.

Scope

Der Eintrag behandelt die Induktion der Neuralleiste an der Neuralplatten-Grenze, den epithelial-mesenchymalen Übergang und die Delamination, die die Zellen freisetzen, ihre Migration entlang unterschiedlicher Routen und die axial-ebenenabhängigen Derivate, die sie bilden. Es handelt sich um eine Bildungsreferenz zur Entwicklungsanatomie, nicht um eine klinische Leitlinie.

Key concepts

• Spezifikation der Neuralplatten-Grenze
• Epithelial-mesenchymaler Übergang
• Delamination und Migrationswege
• Kraniale, vagale, Rumpf- und sakrale Neuralleiste
• Genregulationsnetzwerk der Neuralleiste
• Dorsale Wurzel- und autonome Ganglien
• Melanozyten und kraniofaziales Mesenchym
• Kollektive Zellmigration

Mechanisms

Signale an der Grenze zwischen neuralem und nicht-neuralem Ektoderm induzieren eine Neuralplatten-Grenzidentität, und eine Hierarchie von Grenz- und Neuralleisten-Spezifizierergenen bildet ein Genregulationsnetzwerk, das die Neuralleistenidentität verleiht. Während die Neuralfalten fusionieren, durchlaufen prospektive Neuralleistenzellen einen epithelial-mesenchymalen Übergang, verlieren die apikale Adhäsion und delaminieren vom dorsalen Neuralrohr. Sie wandern dann entlang definierter Wege, teilweise als koordinierte Kollektive, wobei ihre Routen und endgültigen Schicksale vom axialen Ursprungsniveau abhängen. Die kraniale Neuralleiste trägt zu kraniofazialem Knochen, Knorpel und Bindegewebe sowie zu kranialen Ganglien bei; die vagale und sakrale Neuralleiste besiedelt den Darm, um das enterische Nervensystem zu bilden; und die Rumpf-Neuralleiste bildet dorsale Wurzel- und sympathische Ganglien, Schwann-Zellen und Melanozyten.

Clinical relevance

Da die Neuralleiste zu so vielen Geweben beiträgt, sind Störungen ihrer Entwicklung mit einer heterogenen Gruppe von Erkrankungen verbunden, die kraniofaziale, kardiale, Pigment- und enterische Strukturen betreffen, manchmal unter dem Begriff Neurokristopathien zusammengefasst. Dieser Eintrag beschreibt die zugrunde liegende Entwicklungsbiologie als Referenz und zur Bildung und ist keine Grundlage für individuelle Diagnosen oder Behandlungen.

History

Die Neuralleiste wurde erstmals im 19. Jahrhundert beschrieben, und die experimentelle Embryologie des 20. Jahrhunderts, insbesondere die Schicksalskartierung von Wachtel-Hühner-Chimären, etablierte die Breite ihrer Derivate und die Abhängigkeit des Schicksals vom axialen Niveau. Neuere molekulare Arbeiten rekonstruierten das Genregulationsnetzwerk, das die Neuralleistenidentität spezifiziert, wie in modernen Übersichten zusammengefasst.

Debates

Wie multipotent sind einzelne Neuralleistenzellen?

Es wurde diskutiert, ob prä-migratorische und migrierende Neuralleistenzellen breit multipotent oder weitgehend schicksalsbeschränkt sind, wobei Lineage-Tracing- und Klonstudien auf beiden Seiten Belege lieferten und das Bild im Laufe der Zeit verfeinerten.

Key figures

• Nicole Le Douarin
• Marianne Bronner
• Roberto Mayor

Seminal works

• mayor-2013
• simoes-costa-2015
• betancur-2010

Frequently asked questions

Warum wird die Neuralleiste manchmal als viertes Keimblatt bezeichnet?

Weil sie eine ungewöhnlich breite Palette von Zelltypen hervorbringt, die Derivate umfassen, die normalerweise verschiedenen Keimblättern zugeschrieben werden, einschließlich peripherer Neuronen und Gliazellen, Pigmentzellen sowie kraniofazialem Knochen und Knorpel.

Bilden alle Neuralleistenzellen die gleichen Strukturen?

Nein. Das Schicksal hängt weitgehend vom axialen Ursprungsniveau ab; die kraniale Neuralleiste bildet kraniofaziale Strukturen und kraniale Ganglien, die vagale und sakrale Neuralleiste bildet das enterische Nervensystem, und die Rumpf-Neuralleiste bildet dorsale Wurzel- und sympathische Ganglien, Schwann-Zellen und Melanozyten.