기체 조직자

Isthmic organizer

중뇌-지뇌경계(MHB)라고도 알려진 허혈 조직자, 즉 이스트머스 조직자는 중뇌와 메탕팔론(embryonic lindbrain)의 접합부에서 발달하는 2차 조직자 지역이다.[1]MHB는 인접한 신경세포의 분화와 패터닝을 조절하는 신호 분자를 표현한다.이를 통해 중뇌와 후뇌의 발달은 물론 이들 지역의 뉴런 아형의 규격이 가능하다.[2]MHB가 중뇌와 후뇌의 발달에 충분하다는 사실은 병아리의 전뇌에 이식된 메추리 MHB 세포가 외시적 중뇌와 소뇌를 유도할 수 있었던 실험에서 나타났다.[3]

이스트무스(MHB)

MHB의 개발과 위치는 전사 인자 Otx2와 Gbx2에 의해 매개된다.[2]Otx2는 전방 신경관, 후측 신경관 세포는 Gbx2를 표현한다.[3]이 두 가지 동종전사 인자는 Irx1에 의해 활성화되었다가 발전하는 중추신경계(CNS)에서 서로 교차억제한다.[3]이는 신경관이 닫힌 후 허혈조직 영역이 되는 정의된 경계선을 생성하게 된다.[2]

신호분자

허혈성 조직자의 형성과 유지에 관여하는 주요 전사 인자와 신호 분자.

MHB의 형성과 유지뿐만 아니라 중뇌와 소뇌의 발달에 관여하는 모든 신호 분자의 통상적인 결합 표현 패턴이 필요하다.다음의 세 가지 신호 분자는 MHB를 설정하고 유지하기 위해 상호 연결된 네트워크에서 작용한다.[3]그 중 어느 하나를 잃으면 나머지 두 개의 표현이 줄어들 뿐만 아니라 중뇌와 후두뇌의 부분적 또는 완전한 상실을 초래하게 된다.

Fgf8

MHB에서 Otx2와 Gbx2의 교호작용을 통해 섬유블라스트 성장인자 8(Fgf8)을 표현하게 된다.Fgf8의 알려진 등소형 중 Fgf8a와 Fgf8b는 허혈성 조직자에서 표현되는 것으로 나타났으며 Fgf8b가 널리 퍼져 있다.[1]Fgf8 표현은 Irx1과 Otx2를 모두 표현하는 세포에서 En1의 활성화를 이끈다.

Fgf8은 Fgf8이 탑재된 비드를 신경관의 더 앞쪽 영역에 놓는 실험을 통해 MHB의 조직 분자로 나타났다.[3]이로 인해 새로운 ectopic MHB가 형성되었고 Fgf8은 MHB의 활동을 모방하여 전방의 조직으로부터 중뇌 및 후뇌 구조의 형성을 유도할 수 있음을 보여주었다.

Otx2 표현과 결합된 MHB에서의 Fgf8 신호는 중간 뇌에서 도파민성 뉴런 분화를 유도한다.반면 Fgf8 표현이 후두뇌를 표현하는 Gbx2로 퍼지면 세로토닌 뉴런 분화로 이어진다.이후 배아발달에서 Fgf8 표현은 신경관 내의 세포(MHB의 유도 부위)를 발현하는 로스트랄 가장 Gbx2에 국소화된다.[4]

Wnt1

Wnt1은 처음에는 주로 중뇌 전체(Otx2 세포 표현)로 표현된다.[5]일단 중뇌/후뇌경계가 형성되면 Wnt1 표현은 신경관의 지붕판과 중뇌의 후두부에 국소화된다.MHB에서 Wnt1은 세포 증식에 역할을 하며 FGF8 표현도 유지한다.

Engrailed-1

전사 계수 En1은 MHB로 표현된다.Otx2와 Irx1을 모두 표현하는 셀에서 En1은 Fgf8 신호에 의해 활성화된다.Pax2와 Otx2를 모두 표현하는 세포의 en1 표현은 중간 뇌 정체성/운명으로 이어진다.[5]

참조

  1. ^ a b Nakamura, H; Watanabe, Y (2005). "Isthmus organizer and regionalization of the mesencephalon and metencephalon". The International Journal of Developmental Biology. 49 (2–3): 231–5. doi:10.1387/ijdb.041964hn. PMID 15906236.
  2. ^ a b c 시겔바움, 스티븐 A, 그리고 A.제임스 허드스페스신경 과학의 원리.Eds. Eric R. Kandel, James H. Schwartz, Thomas M.제셀제5권뉴욕: 맥그로힐, 2013.[pages needed]
  3. ^ a b c d e Sanes, D; Reh, T; Harris, W (2012). "Chapter 2: Polarity and segmentation". Development of the nervous system (3rd ed.). Burlington, MA: Academic Press. pp. 23–48. ISBN 9780080923208.
  4. ^ Wurst, W; Bally-Cuif, L (February 2001). "Neural plate patterning: upstream and downstream of the isthmic organizer". Nature Reviews. Neuroscience. 2 (2): 99–108. doi:10.1038/35053516. PMID 11253000.
  5. ^ a b Nakamura, H; Katahira, T; Matsunaga, E; Sato, T (September 2005). "Isthmus organizer for midbrain and hindbrain development". Brain Research Reviews. 49 (2): 120–6. doi:10.1016/j.brainresrev.2004.10.005. PMID 16111543.