Кора головного мозга является, пожалуй, самой сложной структурой в нашем мозге, а количество и разнообразие нейронов коры , как полагают, лежат в основе ее мощных возможностей. Большинство (> 85%) корковых нейронов являются возбуждающими пирамидными нейронами, а остальные 15% являются тормозными интернейронами. Пирамидные нейроны и интернейроны могут быть далее подразделены на многие подтипы, характеризующиеся специфическими паттернами экспрессии генов, морфологии и связности.
Плюрипотентные стволовые клетки (PSC), будь то эмбриональные (ESC) или индуцированные (iPSC) , сегодня стали перспективным инструментом для моделирования нормального развития мозга и его заболеваний. Значительная часть разнообразия и сложности нейронов коры может быть получена in vitro из PSC, в то же время имитируя большую часть внутриутробного развития мозга и показывая, что многие особенности кортикогенеза могут быть результатом самоорганизации.
Зародыш коры появляется в переднем мозге, в передней части (большей части) переднего мозга. Интересно, что идентичность заднего и переднего мозга сначала развивается в основном в отсутствие каких-либо внешних морфогенных сигналов и даже усиливается за счет активного ингибирования сигналов морфогена, таких как Wnts или BMPs. Затем конечный мозг подвергается формированию паттерна вдоль дорсо-вентральной оси, что приводит к парцелляции в несколько нейрогенных ниш, включая дорсальный конечный мозг и расположенные в вентральном направлении ганглиозные возвышения, которые будут генерировать корковые пирамидные нейроны и большинство межнейронов соответственно. Эти основные признаки кортикогенеза существенно повторяются при направленной дифференцировке корковых нейронов от PSC. В самом деле , когда плюрипотентные стволовые клетки культивируют без добавления (caudalizing) морфогена или в присутствии выбранных ингибиторов морфогенов, большинство из них дифференцируются в нервные precurors отображения переднего мозга / идентичность конечного мозга. Более того, если дифференцировка PSC-переднего мозга происходит практически без передачи сигналов SHH, это в основном приводит к генерации дорсальных предшественников конечного мозга и глутаматергических кортикальных пирамидных нейронов. В противоположность этому , добавление SHH приводит к спецификации вентральных клеток - предшественников , которые конечного мозга будет дифференцироваться в обоих гамкергических и холинергических нейронов.
После раннего формирования паттерна кортикальный нейрогенез начнет свой процесс , приводя к образованию 6 различных нейрональных слоев, каждый из которых характеризуется специфическими паттернами экспрессии генов и связности. Идентичность слоя кортикального нейрона тесно связана со временем его генерации: этот временной паттерн приводит к последовательной генерации специфичных для слоя типов корковых нейронов и является фундаментальным процессом диверсификации нейронов. Примечательно, что кортикогенез, полученный из PSC, воспроизводит этот временной паттерн in vitro , что приводит к последовательному генерированию репертуара нейронов, демонстрирующих специфические молекулярные маркеры всех шести слоев , аналогично тому, что ранее было продемонстрировано с использованием ex vivo культур ранних предшественников коры
Кора головного мозга содержит десятки подтипов нейронов , сгруппированных в определенных слоях и областях. Полученные из плюрипотентных стволовых клеток (PSC) нейроны могут интегрироваться в мозг после трансплантации in vivo и демонстрировать морфологию и особенности связывания, характерные для нейронов коры.
Добавить комментарий