H間脳の誘導とパターン化

間脳は、前脳の中核を構成します。そこから視神経および終脳小胞が脱出する（セクションI;図1を参照）。それは中脳から脳の前端（視神経層の領域、視交叉、視床下部後部）まで伸びています。神経板の後期では、ほとんどの間脳はBF 1（Foxg1）の発現の欠如によって終脳と区別されます。対照的に、垂線間長（ZLI）の吻側の間脳領域は、別の翼のあるらせん転写因子であるBF2の発現を特徴としています（Hatini、et al。、1994）。

間脳は両方で構成されています。基底および翼状プレートドメイン（図1）。入手可能な証拠は、基底板組織が、軸性中内胚葉に由来するSHH媒介シグナルによって誘導およびパターン化されることを示唆している（Ericson et al。、1995）。これらのシグナルは、Nkxホメオボックス遺伝子によって部分的に伝達されます。少なくとも6つの遺伝子が腹側間脳で発現することが知られています：Nkx2.1。 Nkx2.2。 Nkx2.4。 Nkx5。 1.Nkkx5.2。およびNkx6。 1（Price、et al。、1992; Bober、et al。、1994; Rinkwitz-Brandt、et al。、1995; Shimamura、et al。、1995; Qiu、et al。、1998; Marcus、et al。、 1999;O.MarínおよびJLRRubenstein。未発表の観察）。現在まで、視床下部の欠陥はNkx2.1変異マウスでのみ報告されています。これらの変異体の形態素解析は、腹側視床下部のほとんどが認識できないことを明らかにし（Kimura、et al。、1996）、分子研究は初期のパターン形成の欠陥を示しています（0.MarínおよびJLR Rubenstein。未発表の観察）。間脳におけるSHHシグナル伝達は、Gli亜鉛フィンガー転写因子によって媒介されます。しかし、Shhの突然変異は視床下部の大部分の喪失を引き起こしますが（Chiang、et al。、1996）、個々のGli遺伝子の突然変異はそれほど有害ではありません。したがって。一方、Gli2変異マウスでは、下垂体がさまざまに失われます。 Gli 1：Gli2二重変異体は下垂体を欠き、視床下部でShhとNkx2.1の異常な発現を示します（Park、et al。、2000）。これらの研究は、Gli1とGli2が間脳におけるShhシグナル伝達を媒介する重複する機能を持っていることを示唆しています。間脳の発達におけるGli因子の役割をサポートするために、Gli2ホモログは、あなたが多すぎる変異体の分析に基づいて、ゼブラフィッシュの視床下部後葉および下垂体前葉の発達に必要です（Karlstrom、et al。、1999） 。興味深いことに。 Fgf8は、腹側間脳の最前部にも発現しています。結核性視床下部のパターン形成においてShhと協力して参加する可能性がある場所（図4; Ye、et al。、1998）

腹側視床下部の誘導とパターン化は発達と非常に関連しています下垂体の（TreierとRosenfeld、1996年; Watkins-ChowとCamper、1998年; DasenとRosenfeld、1999年にレビューされた）。下垂体は、腺下垂体前葉と神経下垂体前葉の2つの部分で構成されています。腺下垂体は、前神経隆起の中央部分から発達し、下垂体前葉と下垂体前葉を含みます。神経下垂体後葉。対照的に、隣接する内側神経板から発生し、下垂体後葉を構成します（Couly and LeDouarin、1985; Rubenstein、et al。、1998で概説）。この主題については、第20章で詳しく説明します。

間脳の背側のパターン形成と局所化は、TGF-βのメンバーによって媒介されます。 WNT、およびFGFファミリー。少なくとも6つのWnt遺伝子が、発達中の間脳の部分的に重複するドメインで発現しています（Hollyday、et al。、1995）。 Wnt1、3a、4、5a、および8bは、発達中の翼状間脳、同脳（すなわち、視蓋前域）、および後側脳（すなわち、背側視床）の1つまたは2つの尾側細分化で発現しますが、吻側はZLIまで伸びません。 。対照的に。 Wnt7bは、前脳（すなわち、腹側視床）で背側に発現します。 Wnt1：Wnt3a二重変異体は、中脳と尾側前脳の両方に重度の形成不全を示します（S. M.LeeおよびA.P. McMahon、私信）。加えて。 Wnt 1機能は、間脳におけるSim2の正常な発現に必要であることが示されています（Mastick、et al。、1996）。 Sim2はショウジョウバエのひたむきな遺伝子のマウスホモログです。間脳の局所化の初期段階で発現します（Fan、et al。、1996）。

間脳のAPパターン形成とプロソメアの形成はよくわかっていません。 ZLIでのAPプロパティの主要な移行の証拠があります。背側視床と腹側視床の原基の間の横方向の境界領域（図1; Puelles and Rubenstein、1993; Rubenstein and Beachy、1998でレビュー）。ZLLの尾側で、FGF8は、巻き込まれたホメオボックス遺伝子の発現を誘導し、神経管を中脳および小脳組織に発達させることができます（Martinez、et al。、1999）。 ZLIの前。 FGF8は中脳/小脳組織を誘導しませんが、終脳マーカーBF 1の発現を誘導します（Foxg 1：Shimamura and Rubenstein、1997）。間脳が成熟するにつれて。基底板で発現する遺伝子は、ZLI内で発現します（例：Shh。Nkx2.2。およびSim1：Shimamura、et al。、1995; Fan、et al。、1996）。この段階でZLIがパターニングセンターになることを示唆しています。 ZLIでのShhの背側拡張は、間脳の屋根に近づきます。ここで、Fgf8とBmp4が発現しています（Crossley、et al。、2001）。ほぼ同時に、Gbx2やDlx2などの遺伝子は背側視床（プロソメア2）と腹側視床（プロソメア3）で発現し、これらの原基の分化に必要です（Miyashita-Lin、et al。、1999; O .Marín.SAAnderson。andJLRRubenstein。unpublishedobservations）

神経軸の他の領域と同様に、視床におけるPax6の発現は、背腹のパターン形成と局所化の特定の側面を制御しているようです。たとえば、間脳の腹側マーカーは、Pax6変異体では通常よりも背側に発現しています（Grindley、et al。、1997）。加えて。間脳における横方向の分子境界の確立における欠陥は、Pax6機能がない場合に見られます（Stoykovaら、1996、1997; Grindleyら、1997; Mastickら、1997; Warren and Price、 1997）。腹側視床は、Pax6変異体の背側視床または視蓋前域よりも深刻な影響を受けているようであり（Stoykova、et al。、1996）、おそらくPax6変異体の非存在下でのZLIの異常な拡大が原因です（Grindley、etal。 、1997）。