Cresta de los nervios

Las células de la cresta de los nervios son una población de la célula pasajera, multipotente, migratoria única para vertebrados que da ocasión a un linaje de la célula diverso incluso melanocytes, craniofacial cartílago y hueso, músculo liso, neuronas periféricas y entéricas y glia.

Después gastrulation, las células de la cresta de los nervios se especifican en la frontera del plato de los nervios y ectoderm no los nervios. Durante neurulation, las fronteras del plato de los nervios, también conocido como los pliegues de los nervios, convergen en midline dorsal para formar el tubo neural. Posteriormente, las células de la cresta de los nervios del plato del tejado del tubo neural se someten a un epitelial a la transición mesenchymal, delaminating del neuroepithelium y emigrando a través de la periferia donde distinguen en tipos de la célula variados. La aparición de la cresta de los nervios era importante en la evolución vertebrada porque muchos de sus derivados estructurales definen rasgos del vertebrado clade.

Ser la base el desarrollo de la cresta de los nervios es un gene red reguladora, descrita como un juego de señales que se relacionan, factores de transcripción y genes efectores río abajo que confieren características de la célula como multipotencia y capacidades migratorias. El entendimiento de los mecanismos moleculares de la formación de la cresta de los nervios es importante para nuestro conocimiento de la enfermedad humana debido a sus contribuciones a linajes de la célula múltiples. Las anormalidades en el desarrollo de la cresta de los nervios causan neurocristopathies, que incluyen condiciones como frontonasal dysplasia, síndrome del Waardenburg-cha y síndrome de DiGeorge.

Por lo tanto, la definición de los mecanismos del desarrollo de la cresta de los nervios puede revelar perspicacias claves en la evolución vertebrada y neurocristopathies.

Historia

La cresta de los nervios fue descrita primero en el embrión del pollito por Wilhelm His en 1868 como "la cuerda entre" (Zwischenstrang) debido a su origen entre el plato de los nervios y ectoderm no los nervios. Llamó el tejido ganglionic cresta ya que su destino final era cada lado lateral del tubo neural donde distinguió en ganglia espinal. Durante la primera mitad del 20mo siglo la mayoría de investigación en la cresta de los nervios se hizo usando embriones anfibios que fue examinado por Hörstadius (1950) en una monografía conocida.

Las técnicas de etiquetaje de la célula avanzaron el campo de la cresta de los nervios porque permitieron que investigadores visualizaran la migración del tejido en todas partes de los embriones en vías de desarrollo. En los años 1960 Weston y Chibon utilizaron el etiquetaje de radioisotopic del núcleo con tritiated thymidine en pollito y embrión anfibio respectivamente. Sin embargo, este método sufre de inconvenientes de la estabilidad, ya que cada vez la célula marcada se divide la señal se diluye. Las técnicas de etiquetaje de la célula modernas como el rhodamine-lysinated dextran y el tinte vital diI también se han desarrollado para marcar pasajeramente linajes de la cresta de los nervios.

El sistema de marca del pollito de la codorniz, ideado por Nicole Le Douarin en 1969, era otra técnica instrumental usada para rastrear células de la cresta de los nervios. Las quimeras, generadas a través del trasplante, permitieron a investigadores distinguir células de la cresta de los nervios de una especie del tejido circundante de otra especie. Con esta técnica, las generaciones de científicos eran capaces de marcar de fuentes fidedignas y estudiar el ontogeny de células de la cresta de los nervios.

Inducción

Una cascada molecular de acontecimientos se implica en el establecimiento de las características migratorias y multipotentes de células de la cresta de los nervios. Esta red reguladora por el gene se puede subdividir en las cuatro subredes siguientes descritas abajo.

Señales inductivas

En primer lugar, las moléculas señaladas extracelulares, secretadas de la epidermis contigua y mesodermo subyacente tal Wnts, BMPs y Fgfs separan el ectoderm no los nervios (epidermis) del plato de los nervios durante la inducción de los nervios.

La señalización de Wnt se ha demostrado en la inducción de la cresta de los nervios en varias especies a través de experimentos de la pérdida de la función y la ganancia de la función. En la coherencia con esta observación, la región del promotor de la babosa (una cresta de los nervios gene específico) contiene un sitio de unión para factores de transcripción implicados en la activación de genes objetivo Wnt-dependientes, provocativos de un papel directo de Wnt que hace señas en la especificación de la cresta de los nervios.

El papel corriente de BMP en la formación de la cresta de los nervios tiene que ver con la inducción del plato de los nervios. Los antagonistas de BMP que se difunden del ectoderm generan un declive de la actividad BMP. En esta manera, el linaje de la cresta de los nervios forma de niveles intermedios de BMP la señalización requerido para el desarrollo del plato de los nervios (BMP bajo) y epidermis (BMP alto).

Fgf del mesodermo paraxial se ha sugerido como una fuente de cresta de los nervios la señal inductiva. Los investigadores han demostrado que la expresión de se domina - el receptor de Fgf negativo en exfábricas ectoderm bloquea la inducción de la cresta de los nervios cuando combinado de nuevo con el mesodermo paraxial. Nuestro entendimiento corriente del papel de BMP, Wnt y caminos de Fgf en la cresta de los nervios specifier expresión permanece incompleto.

Frontera del plato de los nervios specifiers

Los acontecimientos señalados que establecen la frontera del plato de los nervios llevan a la expresión de un juego de factores de transcripción delineados aquí ya que el plato de los nervios linda con specifiers. Estas moléculas incluyen factores de Zic, Pax3/7, Dlx5, Msx1/2 que puede mediar la influencia de Wnts, BMPs y Fgfs. Estos genes se expresan ampliamente en la zona fronteriza del plato de los nervios y preceden a la expresión de marcadores de la cresta de los nervios auténticos.

Las pruebas experimentales colocan estos factores de transcripción río arriba de la cresta de los nervios specifiers. Por ejemplo, en Xenopus Msx1 es necesario y suficiente para la expresión de Babosa, Caracol y FoxD3. Además, Pax3 es esencial para la expresión FoxD3 en embriones del ratón.

Cresta de los nervios specifiers

Después de expresión de la frontera del plato de los nervios specifiers es una colección de genes incluso la Babosa/Caracol, FoxD3, Sox10, Sox9, AP-2 y c-Myc. Esta suite de genes, designados aquí como la cresta de los nervios specifiers, se activa en células de la cresta de los nervios emergentes. Al menos en Xenopus, cada cresta de los nervios specifier es necesaria y/o suficiente para la expresión de todo otro specifiers, demostrando la existencia de la regulación enfadada extensa.

Fuera de la red fuertemente regulada de la cresta de los nervios los specifiers son otros dos factores de transcripción Twist e Id. La torcedura, un factor de transcripción bHLH, se requiere para la diferenciación mesenchyme de las estructuras del arco pharyngeal. Id es un objetivo directo de c-Myc y se conoce ser importante para el mantenimiento de células madre de la cresta de los nervios.

Genes efectores de la cresta de los nervios

Finalmente, la cresta de los nervios specifiers enciende la expresión de genes efectores, que confieren ciertas propiedades como migración y multipotencia. Dos efectores de la cresta de los nervios, Rho GTPases y cadherins, funcionan en la delaminación regulando morfología de la célula y propiedades adhesivas. Sox9 y Sox10 regulan la diferenciación de la cresta de los nervios activando a muchos tipo de la célula efectores específicos incluso Mitf, P0, Cx32, Trp y cKit.

Linajes de la célula

Las células de la cresta de los nervios que provienen de posiciones diferentes a lo largo del eje anterior y posterior se desarrollan en varios tejidos. Estas regiones de la cresta de los nervios se pueden dividir en cuatro esferas funcionales principales, que incluyen la cresta de los nervios craneal, tronco cresta de los nervios, vagal y cresta de los nervios sacral y cresta de los nervios cardíaca.

Cresta de los nervios craneal

La cresta de los nervios craneal emigra dorsolaterally para formar el craniofacial mesenchyme que distingue en vario ganglia craneal y cartílagos craniofacial y huesos. Estas células entran en las bolsas pharyngeal y arcos donde contribuyen al thymus, los huesos del oído medio y mandíbula y el odontoblasts del diente primordia.

Tronco cresta de los nervios

El tronco cresta de los nervios da ocasión a dos poblaciones de células. Un grupo de células predestinadas a hacerse melanocytes emigra dorsolaterally en el ectoderm hacia el ventral midline. Un segundo grupo de células emigra ventrolaterally a través de la parte anterior de cada sclerotome. Las células que se quedan en el sclerotome forman la raíz dorsal ganglia, mientras que aquellos que siguen más ventrally forman ganglia comprensivo, medula suprarrenal y los nervios que rodean la aorta.

Vagal y cresta de los nervios sacral

El vagal y las células de la cresta de los nervios sacrales se desarrollan en el ganglia del sistema nervioso entérico, también conocido como ganglia paracomprensivo.

Cresta de los nervios cardíaca

La cresta de los nervios cardíaca se desarrolla en melanocytes, cartílago, tejido conjuntivo y neuronas de algunos arcos pharyngeal. También, esta esfera da ocasión a regiones del corazón como el tejido conjuntivo del músculo de las arterias grandes y la parte del septum, que divide la circulación pulmonar de la aorta.

Las válvulas semilunares del corazón tienen que ver con células de la cresta de los nervios según la nueva investigación.

Evolución

Varias estructuras que distinguen los vertebrados de otro chordates se forman de los derivados de células de la cresta de los nervios. En "La nueva" teoría principal de Gans y Northcut sostuvieron que la presencia de la cresta de los nervios era la base para rasgos específicos vertebrados, como ganglia sensorial y esqueleto craneal. Además, el aspecto de estos rasgos era fundamental en la evolución vertebrada porque permitió un estilo de vida predador.

Sin embargo, considerando la cresta de los nervios una innovación vertebrada no significa que se creó de novo. En cambio, las nuevas estructuras a menudo se levantan a través de la modificación de programas reguladores del desarrollo existentes. Por ejemplo, los programas reguladores pueden ser cambiados por la co-opción de nuevo río arriba reguladores o por el empleo de nuevos objetivos de genes río abajo, así colocando redes existentes en un contexto nuevo. Esta idea se apoya por en situ hybridization datos que muestran que la conservación del plato de los nervios linda con specifiers en protochordates, que sugieren que la parte de la red del precursor de la cresta de los nervios estuvo presente en un ancestro común al chordates.

Derivados de la Cresta de los nervios

Mesectoderm:

odontoblasts,

papillae dental,

el chondrocranium (cápsula nasal, el cartílago de Meckel, scleral ossicles, quadrate, articular, hyoid y columella), tracheal y cartílago laryngeal,

el dermatocranium (huesos membranosos), aletas dorsales y la tortuga plastron (bajan vertebrados),

pericytes y músculo liso de arterias branchial y venas,

tendones de músculos oculares y masticatory,

tejido conjuntivo de glándulas del cuello y la cabeza (glándula pituitaria, salival, lacrimal, thymus, tiroides)

dermis y tejido adiposo de calvaria, ventral cuello y cara

Células endocrinas:

enterochromaffin,

células de parafollicular de la tiroides,

tipo de cuerpo de la carótida I/II,

medula suprarrenal

Sistema nervioso periférico:

Neuronas sensoriales y glia de la raíz dorsal ganglia, ganglia cefálico (VII y en parte, V, IX, y X),

Células de la Rohon-barba,

Células de Merkel,

Satélite glial células de todo ganglia autonómico y sensorial,

Células de Schwann de todos los nervios periféricos

Melanocytes y células del pigmento del lirio

Véase también

Enlaces externos



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