Bokhylle

Lukking av nevrale røret

nevrale røret lukkes når de parede nevrale foldene blir samlet sammen på dorsal midtlinjen. Foldene holder seg til hverandre, og cellene fra de to brettene smelter sammen. I noen arter danner cellene ved dette krysset nevrale kamceller. Hos fugler migrerer ikke nevrale kamceller fra dorsalområdet før etter at nevrale røret er stengt på det stedet. Hos pattedyr migrerer imidlertid kraniale nevrale kamceller (som danner ansikts-og nakkestrukturer) mens nevrale folder løfter seg (dvs. før nevrale rørlukking), mens i ryggmargenområdet venter kamcellene til lukning har skjedd (Nichols 1981; Erickson og Weston 1983).

lukkingen av nevrale røret forekommer ikke samtidig gjennom ektodermen. Dette er best sett hos de vertebrater (som fugler og pattedyr) hvis kroppsakse er langstrakt før nevrulasjon. Figur 12.5 viser nevrulasjon i et 24-timers kyllingembryo. Neurolation i cephalic (hode) regionen er godt avansert, mens den kaudale (hale) regionen av embryoet fortsatt gjennomgår gastrulasjon. Regionalisering av nevrale røret oppstår også som følge av endringer i form av røret. I den cephaliske enden (hvor hjernen vil danne), er rørets vegg bred og tykk. Her definerer en rekke hevelser og innsnevringer de forskjellige hjernekamrene. Caudal til hodeområdet, men nevrale røret forblir et enkelt rør som klemmer seg mot halen. De to åpne ender av nevrale røret kalles den fremre nevroporen og den bakre nevroporen.

Figur 12.5

Stereogram av et 24-timers kyllingembryo. Cephalic deler er ferdig neurulation mens kaudale deler er fortsatt gjennomgår gastrulation. (Fra Patten 1971; Etter Huettner 1949.)

I Motsetning til neurulasjon hos kyllinger (hvor nevralrørslukking initieres på nivået av fremtidig midbrain og «glidelåser opp» i begge retninger), initieres nevralrørslukking hos pattedyr flere steder langs den fremre og bakre aksen (Golden og Chernoff 1993; Van Allen et al. 1993). Ulike nevralrørsdefekter oppstår når ulike deler av nevralrøret ikke lukker (Figur 12.6). Unnlatelse av å lukke de menneskelige bakre nevrale rørregioner på dag 27 (eller den påfølgende brudd på den bakre nevroporen kort tid etterpå) resulterer i en tilstand som kalles spina bifida, hvor alvorlighetsgraden avhenger av hvor mye av ryggmargen forblir eksponert. Unnlatelse av å lukke de fremre nevrale rørområdene resulterer i en dødelig tilstand, anencephaly. Her forblir forhjernen i kontakt med fostervannet og degenererer deretter. Fosterforbrytelsesutvikling opphører, og hvelvet på skallen mislykkes i å danne seg. Sviktet i hele nevrale røret for å lukke over hele kroppens akse kalles craniorachischisis. Samlet sett er nevralrørsdefekter ikke sjeldne hos mennesker, som de ses i ca 1 av hver 500 levendefødte. Neural tube closure defekter kan ofte oppdages under graviditet ved ulike fysiske og kjemiske tester.

Figur 12.6

Nevrulasjon i det menneskelige embryo. (A) Dorsale og tverrgående seksjoner av et 22-dagers humant embryo som initierer nevrulasjon. Både fremre og bakre nevroporer er åpne for fostervannet. (B) Dorsal syn på et nevruulerende menneskelig embryo en dag senere. Mer…)

menneskelig nevrale rørlukking krever et komplekst samspill mellom genetiske og miljømessige faktorer. Visse gener, Som Pax3, sonic hedgehog og openbrain, er avgjørende for dannelsen av pattedyrs nevrale rør, men diettfaktorer, som kolesterol og folsyre, synes også å være kritiske. Det har blitt anslått at 50% av menneskelige nevralrørsdefekter kan forebygges ved at en gravid kvinne tar supplerende folsyre (vitamin B12), og US Public Health Service anbefaler at alle kvinner i fertil alder tar 0,4 mg folat daglig for å redusere risikoen for nevralrørsdefekter under graviditet (Milunsky et al. 1989; Czeizel Og Dudas 1992; Sentre for Sykdomskontroll 1992).

nevralrøret danner til slutt en lukket sylinder som skiller seg fra overflateektodermen. Denne separasjonen antas å være formidlet av uttrykket av forskjellige celleadhesjonsmolekyler. Selv om cellene som blir nevrale røret opprinnelig uttrykker E-cadherin, slutter de å produsere dette proteinet når nevrale røret dannes, og i stedet syntetiserer N-cadherin og N-CAM (Figur 12.7). Som et resultat holder overflaten ektoderm og nevrale rørvev ikke lenger til hverandre. Hvis overflaten ectoderm er eksperimentelt laget for å uttrykke N-cadherin (ved å injisere N-cadherin mRNA i en celle i en 2-celle Xenopus embryo), separasjonen av nevralrøret fra den presumptive epidermis er dramatisk hindret (Detrick et al . 1990; Fujimori et al. 1990).

Figur 12.7

Ekspresjon Av n-cadherin og e-cadherin-adhesjonsproteiner under neurulasjon I Xenopus. A) Normal utvikling. I nevralplatetrinnet ses N-cadherin i nevralplaten, Mens E-cadherin ses på den presumptive epidermis. Til slutt, den (mer…)