bokhylla

stängning av neuralröret

neuralröret stängs när de parade neurala vecken samlas vid dorsal mittlinje. Vikarna klibbar varandra, och cellerna från de två vikarna sammanfogar. I vissa arter bildar cellerna vid denna korsning de neurala kamcellerna. Hos fåglar migrerar inte nervkroppscellerna från ryggområdet förrän neuralröret har stängts på den platsen. Hos däggdjur migrerar emellertid de kraniala neurala crestcellerna (som bildar ansikts-och nackstrukturer) medan neurala veck höjer (dvs före stängning av neuralrör), medan i ryggmärgsregionen väntar crestcellerna tills stängning har inträffat (Nichols 1981; Erickson och Weston 1983).

stängningen av neuralröret sker inte samtidigt i hela ektodermen. Detta ses bäst hos de ryggradsdjur (som fåglar och däggdjur) vars kroppsaxel är långsträckt före neurulation. Figur 12.5 visar neurulation i ett 24-timmars kycklingembryo. Neurulation i den cephaliska (Huvud) regionen är väl avancerad, medan embryonets kaudala (svans) region fortfarande genomgår gastrulation. Regionalisering av neuralröret sker också som ett resultat av förändringar i rörets form. I den cephaliska änden (där hjärnan kommer att bildas) är rörets vägg bred och tjock. Här definierar en serie svullnader och förträngningar de olika hjärnfacken. Caudal till huvudregionen, men neuralröret förblir ett enkelt rör som avsmalnar mot svansen. De två öppna ändarna av neuralröret kallas den främre neuroporen och den bakre neuroporen.

figur 12.5

Stereogram av ett 24-timmars kycklingembryo. Cefaliska delar avslutar neurulation medan de kaudala delarna fortfarande genomgår gastrulation. (Från Patten 1971; efter Huettner 1949.)

till skillnad från neurulation hos kycklingar (där neuralrörsförslutning initieras vid nivån för den framtida mellanhjärnan och ”blixtlås upp” i båda riktningarna) initieras neuralrörsförslutning hos däggdjur på flera ställen längs den främre bakre axeln (Golden och Chernoff 1993; Van Allen et al. 1993). Olika neuralrörsdefekter orsakas när olika delar av neuralröret misslyckas med att stänga (figur 12.6). Underlåtenhet att stänga de mänskliga bakre neuralrörsregionerna vid Dag 27 (eller efterföljande bristning av den bakre neuroporen kort därefter) resulterar i ett tillstånd som kallas spina bifida, vars svårighetsgrad beror på hur mycket av ryggmärgen som förblir utsatt. Underlåtenhet att stänga de främre neuralrörsregionerna resulterar i ett dödligt tillstånd, anencefali. Här förblir förhjärnan i kontakt med fostervätskan och degenererar därefter. Utvecklingen av fostrets framhjärna upphör, och kranens valv misslyckas med att bildas. Misslyckandet av hela neuralröret att stänga över hela kroppsaxeln kallas craniorachischisis. Sammantaget är neuralrörsdefekter inte sällsynta hos människor, eftersom de ses hos cirka 1 av 500 levande födda. Neuralrörsdefekter kan ofta upptäckas under graviditeten genom olika fysiska och kemiska tester.

figur 12.6

Neurulation i det mänskliga embryot. (A) dorsala och tvärgående sektioner av ett 22-dagars mänskligt embryo som initierar neurulation. Både främre och bakre neuroporer är öppna för fostervätskan. (B) Dorsalvy av ett neurulaterande mänskligt embryo en dag senare. Fler…)

mänskliga neuralrörsförslutning kräver ett komplext samspel mellan genetiska och miljömässiga faktorer. Vissa gener,såsom Pax3, sonic hedgehog och openbrain, är väsentliga för bildandet av däggdjurets neuralrör, men kostfaktorer, såsom kolesterol och folsyra, verkar också vara kritiska. Det har uppskattats att 50% av mänskliga neuralrörsdefekter kan förebyggas genom att en gravid kvinna tar kompletterande folsyra (vitamin B12) och US Public Health Service rekommenderar att alla kvinnor i fertil ålder tar 0,4 mg folat dagligen för att minska risken för neuralrörsdefekter under graviditeten (Milunsky et al. 1989; Czeizel och Dudas 1992; Centers for Disease Control 1992).

neuralröret bildar så småningom en sluten cylinder som skiljer sig från ytan ectoderm. Denna separation tros förmedlas av uttrycket av olika celladhesionsmolekyler. Även om cellerna som kommer att bli neuralröret ursprungligen uttrycker E-cadherin, slutar de producera detta protein när neuralröret bildas och syntetiserar istället N-cadherin och N-CAM (figur 12.7). Som ett resultat klibbar ytan ectoderm och neuralrörsvävnader inte längre varandra. Om ytan ectoderm är experimentellt gjord för att uttrycka N-cadherin (genom att injicera n-cadherin mRNA i en cell i ett 2-cell Xenopus-embryo) hindras separationen av neuralröret från den presumtiva epidermis dramatiskt (Detrick et al. 1990; Fujimori et al. 1990).

figur 12.7

uttryck av n-cadherin och E-cadherin vidhäftningsproteiner under neurulation i Xenopus. A) Normal utveckling. I neuralplattstadiet ses N-cadherin i neuralplattan, medan E-cadherin ses på den presumtiva epidermis. Så småningom, den (mer…)