H A Diencephalon indukciója és mintázata

A diencephalon képezi az előagy központi magját. amelyből az optikai és a telencephalicus vezikulák kibontakoznak (lásd I. szakasz; 1. ábra). A mesencephalontól az agy elülső határáig terjed (a lamina terrninalis régiója. Az optikai chiasm. És a retrochiasmatikus hypo-thalamus). Késői ideglemez-stádiumokban a diencephalon nagy részét megkülönbözteti a telencephalontól a BF 1 (Foxg1) expresszió hiánya. Ezzel szemben a zona limans intrathalamica-ra (ZLI) rostralis diencephalicus területet a BF2 expressziója jellemzi, amely egy másik szárnyas spirál transzkripciós faktor (Hatini és mtsai., 1994).

A diencephalon mindkettőből áll. bazális és alar lemez domének (1. ábra). A rendelkezésre álló bizonyítékok arra utalnak, hogy az alaplemez szöveteket SHH közvetítette jelek indukálják és mintázzák az axiális mesendodermából (Ericson et al., 1995). Ezeket a jeleket részben az Nkx homeobox gének transzdukálják. Legalább hat gén expresszálódik a ventrális diencephalonban: Nkx2.1. Nkx2.2. Nkx2.4. Nkx5. 1. Nkkx5.2. és Nkx6. 1 (Price és mtsai, 1992; Bober és mtsai, 1994; Rinkwitz-Brandt és mtsai, 1995; Shimamura és mtsai, 1995; Qiu és mtsai, 1998; Marcus és mtsai, 1999; O. Marín és JLR Rubenstein. Publikálatlan megfigyelések). A hipotalamusz defektusairól eddig csak Nkx2.1 mutáns egereknél számoltak be. Ezen mutánsok morfológiai elemzése azt mutatja, hogy a ventrális hipotalamusz nagy része felismerhetetlen (Kimura és mtsai., 1996), és a molekuláris vizsgálatok kimutatták a korai mintázati hibákat (0. Marín és JLR Rubenstein. Publikálatlan megfigyelések). Az SHH jelátvitelt a diencephalonban a Gli cinkujj transzkripciós faktorok közvetítik. Míg azonban Shh mutációja a hipotalamusz nagy részének elvesztését okozza (Chiang és mtsai., 1996), az egyes Gli gének mutációja kevésbé káros. És így. míg a Gli2 mutáns egereknél változó az agyalapi mirigy vesztesége. Gli 1: A Gli2 kettős mutánsokból hiányzik az agyalapi mirigy, és abnormális Shh és Nkx2.1 expressziót mutatnak a hipotalamuszban (Park és mtsai., 2000). Ezek a tanulmányok azt sugallják, hogy a Gli 1 és a Gli2 átfedő funkciókkal rendelkezik, amelyek közvetítik a Shh jelátvitelt a diencephalonban. A Gli-faktoroknak a diencephalon kifejlődésében betöltött szerepének alátámasztásához Gli2 homológra van szükség a zoptás halban a posztoptikus hipotalamusz és az agyalapi mirigy előrehaladásához, a te mutánsok elemzése alapján (Karlstrom és mtsai, 1999) . Érdekes módon. Az Fgf8 a ventrális diencephalon legelülső régiójában is expresszálódik. ahol Shh-vel együttműködve részt vehet a tuberális hipotalamusz mintázatában (4. ábra; Ye és mtsai., 1998). az agyalapi mirigy (áttekintve: Treier és Rosenfeld, 1996; Watkins-Chow és Camper, 1998; Dasen és Rosenfeld, 1999). Az agyalapi mirigy két részből áll, az adenohipofízisből és a neurohy-pophysisből. Az adenohypophysis az elülső ideggerinc középső részéből alakul ki, és magában foglalja az elülső és a középső hipofízist. A neurohipofízis. ezzel szemben a szomszédos mediális ideglemezből fejlődik ki, és magában foglalja a hátsó hipofízist (Couly és LeDouarin, 1985; áttekintve Rubenstein és munkatársai, 1998). Ezt a témát részletesen a 20. fejezet tárgyalja.

A diencephalon hátsó mintázatát és regionalizálását a TGF-β tagjai közvetítik. WNT és FGF családok. Legalább hat Wnt gén expresszálódik részben átfedő doménekben a fejlődő diencephalonban (Hollyday és mtsai., 1995). A Wnt1, 3a, 4, 5a és 8b kifejlődik a fejlődő alar diencephalon, a synencephalon (azaz pretectum) és a hátsó parencephalon (azaz a dorsalis thalamus) egy vagy két caudalis részében, de nem terjednek ki a rostralisra a ZLI-re . Ellentétben. A Wnt7b dorsalisan expresszálódik az elülső parencephalonban (azaz a ventrális thalamusban). Wnt1: A Wnt3a kettős mutánsoknak mind a középagy, mind a farok előagya súlyos hipoplazia (S. M. Lee és A. P. McMahon, személyes kommunikáció). Továbbá. Kimutatták, hogy a Wnt 1 funkció szükséges a Sim2 normál expressziójához a diencephalonban (Mastick és mtsai., 1996). Sim2 a Drosophila együgyű gén egér homológja. a diencephalic regionalizáció korai szakaszában fejeződik ki (Fan és mtsai., 1996). A diencephalon AP mintázata és a prosomerek képződése rosszul ismert. Bizonyítékok vannak az AP tulajdonságainak jelentős átmenetére a ZLI-nél. keresztirányú határrégió a háti és a ventrális thalamus primordiái között (1. ábra; áttekintve Puelles és Rubenstein, 1993; Rubenstein és Beachy, 1998).A ZLL-hez képest az FGF8 indukálhatja a belekötött homeobox gén expresszióját, és átalakíthatja az idegcsövet, hogy középagy és kisagy szövetekké fejlődjön (Martinez et al., 1999). A ZLI előtt. Az FGF8 nem indukálja a középagy / kisagy szöveteket, de a BF 1 telencephalikus marker expresszióját (Foxg 1: Shimamura és Rubenstein, 1997). Ahogy a diencephalon érik. az alaplemezen expresszált gének a ZLI-n belül expresszálódnak (például: Shh. Nkx2.2. és Sim1: Shimamura és mtsai., 1995; Fan és mtsai., 1996). ami azt sugallja, hogy a ZLI ebben a szakaszban mintaközponttá válik. A Shh háti kiterjedése a ZLI-nél megközelíti a diencephalic tetőt. ahol Fgf8 és Bmp4 expresszálódnak (Crossley és mtsai., 2001). Körülbelül ugyanabban az időben olyan gének, mint a Gbx2 és a Dlx2, expresszálódnak a dorzális thalamusban (prosomere 2) és a ventrális thalamusban (prosomere 3), ahol ezeknek a primordiumoknak a differenciálódásához szükségesek (Miyashita-Lin és mtsai, 1999; O Marín. SA Anderson és JLR Rubenstein. Publikálatlan megfigyelések).

A neuroaxis más régióihoz hasonlóan, úgy tűnik, a diencephalonban a Pax6 expresszió kontrollálja a dorsoventralis mintázás és a regionalizáció bizonyos aspektusait. Például a diencephalon ventrális markerei a normálnál dorsálisabban expresszálódnak Pax6 mutánsokban (Grindley és mtsai., 1997). Továbbá. a Diencephalon keresztirányú molekuláris határainak kialakításában hibákat találunk Pax6 funkció hiányában (Stoykova és mtsai, 1996, 1997; Grindley és mtsai, 1997; Mastick és mtsai, 1997; Warren és Price, 1997). Úgy tűnik, hogy a ventrális thalamus súlyosabban érintett, mint a háti thalamus vagy a pretectum Pax6 mutánsokban (Stoykova és mtsai., 1996), valószínűleg a ZLI kóros megnagyobbodása miatt, Pax6 mutánsok hiányában (Grindley és mtsai. , 1997).