Entwicklung des Rückenmarks

Die Entwicklung des Rückenmarks umfasst die Musterbildung und Differenzierung des kaudalen Neuralrohrs zu der organisierten grauen und weißen Substanz des Rückenmarks. Entlang der dorsoventralen Achse teilen entgegengesetzte Signale das Rohr in die dorsale Flügelplatte (Alarplatte), die zu sensorisch assoziierten Regionen wird, und die ventrale Grundplatte (Basalplatte), die zu motorischen Regionen wird; unterschiedliche Vorläuferdomänen generieren dann die Neuronenklassen, die Rückenmarksschaltkreise bilden.

Definition

Die Entwicklung des Rückenmarks ist der Prozess, bei dem das kaudale Neuralrohr entlang seiner dorsoventralen Achse in diskrete Vorläuferdomänen sowie Flügel- und Grundplatten gemustert wird, wodurch die sensorisch assoziierten und motorischen Neuronpopulationen entstehen, die das Rückenmark bilden.

Scope

Der Eintrag behandelt die dorsoventrale Musterbildung des Neuralrohrs, die Vorläuferdomänen und transkriptionellen Codes, die die Identität der Rückenmarksneuronen spezifizieren, die Organisation der Flügel- und Grundplatte sowie das Auswachsen von Motoraxonen zu peripheren Zielstrukturen. Es handelt sich um eine Bildungsreferenz zur Entwicklungsanatomie, nicht um eine klinische Leitlinie.

Key concepts

• Flügel- und Grundplatten
• Dachplatte und Bodenplatte
• Dorsoventrale Morphogen-Gradienten
• Vorläuferdomänen und Transkriptionsfaktor-Codes
• Spezifikation von Motoneuronen
• Sulcus limitans
• Motoraxon-Pfadfindung
• Sensorische und Interneuronenpopulationen

Mechanisms

Die dorsoventrale Identität im Rückenmark wird durch entgegengesetzte Signale etabliert: ein ventralisierendes Signal von der Bodenplatte und der Chorda dorsalis sowie dorsalisierende Signale von der Dachplatte und dem angrenzenden Ektoderm. Diese abgestuften Signale teilen das Neuroepithel in diskrete Vorläuferdomänen, von denen jede durch eine Kombination von Transkriptionsfaktoren definiert ist, die sich gegenseitig regulieren, um die Domänengrenzen zu schärfen. Jede Domäne produziert eine charakteristische Neuronenklasse, einschließlich ventraler Motoneuronen und einer Reihe dorsaler und ventraler Interneuronen, wobei die dorsale Flügelplatte sensorisch assoziierte Populationen und die ventrale Grundplatte motorische Populationen hervorbringt, getrennt durch den Sulcus limitans. Neu spezifizierte Motoneuronen strecken Axone aus dem Rückenmark aus und navigieren mithilfe von Leitsignalen zu peripheren Zielstrukturen, wodurch der motorische Output der Rückenmarksschaltkreise etabliert wird.

Clinical relevance

Die frühe Abhängigkeit des kaudalen Neuralrohrs vom korrekten Verschluss und der Musterbildung bildet den entwicklungsbedingten Hintergrund für kaudale Neuralrohrdefekte und Störungen des unteren Rückenmarks und der Wirbelsäule. Dieser Eintrag beschreibt die normale Entwicklungsanatomie zu Referenz- und Bildungszwecken und ist keine Grundlage für individuelle Diagnosen oder Behandlungen.

History

Die klassische Embryologie beschrieb die Flügel- und Grundplatten sowie den Sulcus limitans als organisierende Orientierungspunkte des Rückenmarks. Spätere molekulare Arbeiten etablierten, dass abgestufte Signale und kombinatorische Transkriptionsfaktor-Codes die geordnete Anordnung der Rückenmarks-Vorläuferdomänen und Neuronenklassen spezifizieren, ein Rahmenwerk, das in einflussreichen Übersichtsartikeln synthetisiert wurde.

Key figures

• Thomas M. Jessell
• Samuel L. Pfaff

Seminal works

• jessell-2000

Frequently asked questions

Was sind die Flügel- und Grundplatten?

Es sind die dorsalen und ventralen Längsregionen des sich entwickelnden Neuralrohrs, getrennt durch den Sulcus limitans; die Flügelplatte bringt sensorisch assoziierte Neuronen hervor und die Grundplatte Motoneuronen.

Wie erwerben Rückenmarksneuronen unterschiedliche Identitäten?

Entgegengesetzte dorsoventrale Signale teilen das Neuroepithel in diskrete Vorläuferdomänen, von denen jede eine bestimmte Kombination von Transkriptionsfaktoren exprimiert, die die von ihr generierte Neuronenklasse spezifiziert.