bogreol

lukning af neuralrøret

neuralrøret lukkes, når de parrede neurale folder samles ved den dorsale midtlinie. Foldene klæber til hinanden, og cellerne fra de to folder smelter sammen. I nogle arter danner cellerne ved dette kryds de neurale kamceller. Hos fugle migrerer de neurale kamceller ikke fra dorsalområdet, før neuralrøret er lukket på det sted. Hos pattedyr migrerer de kraniale neurale kamceller (som danner ansigts-og nakkestrukturer), mens de neurale folder hæver sig (dvs.før lukning af neuralrøret), mens crestcellerne i rygmarvsregionen venter, indtil lukningen er sket (Nichols 1981; Erickson og veston 1983).

lukningen af neuralrøret forekommer ikke samtidigt i hele ektodermen. Dette ses bedst hos de hvirveldyr (såsom fugle og pattedyr), hvis kropsakse er langstrakt før neurulation. Figur 12.5 viser neurulation i et 24-timers kyllingembryo. Neurulation i den cephaliske (hoved) region er langt fremme, mens embryoets kaudale (Hale) region stadig gennemgår gastrulation. Regionalisering af neuralrøret forekommer også som et resultat af ændringer i rørets form. I den cephaliske ende (hvor hjernen vil danne) er rørets væg bred og tyk. Her definerer en række hævelser og indsnævringer de forskellige hjernerum. Caudal til hovedregionen forbliver neuralrøret imidlertid et simpelt rør, der smalner ud mod halen. De to åbne ender af neuralrøret kaldes den forreste neuropore og den bageste neuropore.

figur 12.5

Stereogram af et 24-timers kyllingembryo. Cephaliske dele afslutter neurulation, mens de kaudale dele stadig gennemgår gastrulation. (Fra Patten 1971; efter Huettner 1949.)

i modsætning til neurulation hos kyllinger (hvor lukning af neurale rør initieres på niveauet for den fremtidige mellemhjerne og “lynlåse op” i begge retninger), indledes lukning af neurale rør hos pattedyr flere steder langs den forreste-bageste akse (Golden and Chernoff 1993; Van Allen et al. 1993). Forskellige neuralrørsdefekter er forårsaget, når forskellige dele af neuralrøret ikke lukker (figur 12.6). Manglende lukning af de humane bageste neurale rørregioner på dag 27 (eller den efterfølgende brud på den bageste neuropore kort derefter) resulterer i en tilstand kaldet spina bifida, hvis sværhedsgrad afhænger af, hvor meget af rygmarven der forbliver udsat. Manglende lukning af de forreste neurale rørområder resulterer i en dødelig tilstand, anencephaly. Her forbliver forhjernen i kontakt med fostervæsken og degenererer derefter. Fosterhindens udvikling ophører, og kraniets hvælving undlader at danne sig. Svigt i hele neuralrøret til at lukke over hele kropsaksen kaldes craniorachischisis. Samlet set er neuralrørsdefekter ikke sjældne hos mennesker, da de ses hos omkring 1 ud af hver 500 levende fødsler. Neuralrørslukningsdefekter kan ofte påvises under graviditet ved forskellige fysiske og kemiske tests.

figur 12.6

Neurulation i det menneskelige embryo. A) dorsale og tværgående sektioner af et 22-dages humant embryo, der initierer neurulation. Både forreste og bageste neuroporer er åbne for fostervæsken. (B) Dorsal visning af et neurulerende menneskeligt embryo en dag senere. Mere…)

Human neuralrørslukning kræver et komplekst samspil mellem genetiske og miljømæssige faktorer. Visse gener, såsom Paks3, sonic hedgehog og openbrain, er afgørende for dannelsen af pattedyrs neurale rør, men diætfaktorer, såsom kolesterol og folsyre, synes også at være kritiske. Det er blevet estimeret, at 50% af humane neurale rørdefekter kunne forhindres ved, at en gravid kvinde tager supplerende folsyre (vitamin B12), og den amerikanske folkesundhedstjeneste anbefaler, at alle kvinder i den fødedygtige alder tager 0,4 mg folat dagligt for at reducere risikoen for neurale rørdefekter under graviditet (Milunsky et al. 1989; Tseisel og Dudas 1992; Centers for Disease Control 1992).

neuralrøret danner til sidst en lukket cylinder, der adskiller sig fra overfladen ektoderm. Denne adskillelse menes at være medieret af ekspressionen af forskellige celleadhæsionsmolekyler. Selvom cellerne, der bliver neuralrøret, oprindeligt udtrykker E-cadherin, holder de op med at producere dette protein, når neuralrøret dannes, og syntetiserer i stedet N-cadherin og N-CAM (figur 12.7). Som et resultat klæber overfladen ectoderm og neurale rørvæv ikke længere til hinanden. Hvis overfladen ectoderm eksperimentelt fremstilles til at udtrykke N-cadherin (ved at injicere n-cadherin mRNA i en celle i et 2-celle Ksenopus-embryo), forhindres adskillelsen af neuralrøret fra den formodede epidermis dramatisk (Detrick et al. 1990; Fujimori et al. 1990).

figur 12.7

ekspression af N-cadherin og E-cadherin adhæsionsproteiner under neurulation i Ksenopus. A) Normal udvikling. I det neurale pladestadium ses N-cadherin i den neurale plade, mens E-cadherin ses på den formodede epidermis. Til sidst, den (mere…)