Zellmigration in der Entwicklung

Wie sich Zellen – einzeln oder in Gruppen – bewegen, um ihre Ziele zu erreichen und Gewebe aufzubauen, geleitet von chemischen und physikalischen Signalen.

Definition

Zellmigration in der Entwicklung ist die regulierte, gerichtete Bewegung von Zellen von ihrem Entstehungsort zu ihrem Funktionsort, ein wesentlicher Mechanismus für den Aufbau von Geweben und die Verteilung von Zelltypen im gesamten Embryo.

Scope

Dieses Thema behandelt die gerichtete Zellmigration während der Entwicklung, einschließlich der Migration von Neuralleistenzellen, primordialen Keimzellen und den kollektiven Bewegungen, die Gewebe formen. Es befasst sich mit den Leitsignalen (Chemoattraktantien, Repellentien und Substratsignale), der zellbiologischen Maschinerie der Motilität und dem Unterschied zwischen Einzelzell- und kollektiver Migration.

Core questions

• Woher wissen migrierende Zellen, in welche Richtung sie sich bewegen sollen?
• Welche zelluläre Maschinerie treibt die gerichtete Bewegung an?
• Wie migrieren Zellen als koordinierte Gruppen und nicht als Individuen?
• Wie wird migrierenden Zellen mitgeteilt, wann sie anhalten und sich ansiedeln sollen?

Key concepts

• Chemoattraktion und Chemorefusion
• Migration von Neuralleistenzellen
• Migration primordialer Keimzellen
• Kollektive versus Einzelzellmigration
• Zell-Substrat- und Zell-Zell-Adhäsion bei der Motilität

Mechanisms

Migrierende Zellen bilden Protrusionen, Adhäsionen zur extrazellulären Matrix oder zu Nachbarzellen und erzeugen durch das Aktinzytoskelett Traktion, um sich vorwärts zu bewegen, wobei sie nachfolgende Adhäsionen zurückziehen. Die Richtung wird durch Leitsignale bestimmt: Gradienten von Attraktions- oder Repulsionssignalen, kontaktvermittelte Signale und Eigenschaften des Substrats, entlang dessen sich die Zellen bewegen. Die Neuralleiste, eine Population, die sich vom sich entwickelnden Nervensystem ablöst, migriert ausgiebig, um Strukturen von Pigmentzellen bis hin zu Teilen des Gesichts zu bilden. Keimzellen wandern zu den Gonaden, und viele Gewebe entstehen durch kollektive Migration, bei der sich Zellen als kohäsive Schichten oder Ketten bewegen, Kontakte aufrechterhalten und gleichzeitig gemeinsam auf Leitsignale reagieren.

Clinical relevance

Fehler bei der Entwicklungsmigration tragen zu Erkrankungen wie Neuralleistenstörungen und fehlplatzierten Geweben bei, und dieselben Motilitätsmechanismen sind zentral für die Immunfunktion und die Krebsmetastasierung. Dieser Eintrag dient der Aufklärung und stellt keine klinische Leitlinie dar.

History

Das Migrationsverhalten von Zellen wie der Neuralleiste wurde von klassischen Embryologen mittels Markierung und Transplantation dokumentiert; spätere molekulare Arbeiten identifizierten die Leitsignale und die zytoskelettale Maschinerie, die diese Bewegungen steuern und antreiben.

Seminal works

• gilbert2016

Frequently asked questions

Wie finden Zellen ihren Weg während der Entwicklung?

Sie folgen Leitsignalen – Gradienten von Attraktions- oder Repulsionsmolekülen und Signalen von den Oberflächen, an denen sie entlangkriechen –, die ihre Bewegung zum richtigen Ziel steuern.

Was ist die Neuralleiste?

Es ist eine wandernde Zellpopulation, die das sich entwickelnde Nervensystem verlässt und weit wandert, wobei sie verschiedene Strukturen wie Pigmentzellen, Nerven und Teile des Gesichts und Schädels bildet.