神経管形成と神経系の発達
神経管形成と神経系の発達は、胚性外胚葉がどのように脳、脊髄、末梢神経系を形成するかを記述する。この過程は、下にある脊索からのシグナルが神経板を誘導することから始まり、神経板は折り畳まれ、融合して神経管となる。この神経管はその後、主要な脳の区分と脊髄に領域化され、一方、神経堤と呼ばれる移動性の細胞集団は分散して末梢神経系と自律神経系の大部分を構築する。
Definition
神経管形成とは、神経板が形成され、折り畳まれ、融合して中枢神経系の原基である神経管を形成する胚発生過程である。神経系の発達は、これを脳と脊髄のパターン形成、および神経堤由来の末梢神経系にまで拡張したものである。
Scope
この分野は、神経誘導から神経管閉鎖、脳の領域化、脊髄のパターン形成、神経堤の移動、末梢神経および自律神経の形成に至る一連の過程について読者に説明するものである。これは初期神経系の発生解剖学と核となる分子メカニズムに関する教育的な参考文献であり、先天性疾患の診断や管理のためのガイドではない。
Sub-topics
Key concepts
- 脊索と結節による神経誘導
- 神経板、神経褶、神経溝
- 一次神経管形成と二次神経管形成
- 離散的な部位での神経管閉鎖
- 前後軸および背腹軸のパターン形成
- 脳胞と脊髄
- 神経堤とその派生組織
- 神経前駆細胞と神経新生
Mechanisms
原腸形成後、脊索と結節は、その上にある外胚葉を神経外胚葉へと誘導し、神経板を形成する。神経板は伸長し、その側縁は神経褶として隆起し、収束して融合し、神経管を形成する。この過程は、細胞の形態、頂端収縮、収束伸長における協調的な変化によって推進される。神経管は、頭側と尾側に一時的な開口部（神経孔）を残しながら、領域的にずれた形で閉鎖する。閉鎖後、シグナル伝達分子の勾配が神経管をその軸に沿ってパターン形成し、頭側では脳胞へと拡大する。神経褶の背側縁の細胞は神経堤として剥離し、広範囲に移動して末梢神経および自律神経のニューロン、グリア、非神経性派生組織を形成する。その後、増殖する神経上皮および放射状グリア前駆細胞が、中枢神経系のニューロンとグリアを生成する。
Clinical relevance
これらの発生段階の失敗は、無脳症や二分脊椎などの神経管欠損症を含む、認識されている先天性神経系異常群の根底にある。正常なシーケンスを理解することは、なぜ、いつそのような異常が発生するのかを明確にし、健康科学のための解剖学的および発生学的背景を提供する。この項目は発生生物学を記述するものであり、個別の診断や治療の根拠となるものではない。
Epidemiology
神経管欠損症は、世界中で最も一般的な中枢神経系の構造的先天性欠損症の一つであり、その頻度は地理、遺伝的背景、栄養因子によって異なる。妊娠前後の葉酸状態は、集団レベルでのリスクの修飾因子としてよく知られている。
History
神経管形成の研究は、20世紀初頭における背側オーガナイザーによる神経誘導の証明を含む、古典的な実験発生学から発展した。20世紀の研究は、神経管閉鎖の形態形成運動と神経堤の寄与を明らかにし、その後、分子発生学が発達中の神経系をパターン形成するシグナル伝達経路と転写因子を特定した。
Key figures
- Thomas M. Jessell
- Andrew J. Copp
- Roberto Mayor
- Nicole Le Douarin
Related topics
Seminal works
- jessell-2000
- nikolopoulou-2017
- mayor-2013
Frequently asked questions
- 神経管形成と神経系の発達の違いは何ですか？
- 神経管形成は、神経板から神経管を形成することに特化して言及します。神経系の発達は、脳の領域化、脊髄のパターン形成、神経堤の移動、末梢神経および自律神経の構築も含む、より広範な一連の過程です。
- 末梢神経系はどこから発生しますか？
- 末梢神経系と自律神経系の大部分は、神経管自体からではなく、背側神経褶から剥離する移動性の細胞集団である神経堤から発生します。