H 간뇌의 유도 및 패턴

간뇌는 전뇌의 중심핵을 구성합니다. 여기에서 시신경 및 종뇌 소포가 제거됩니다 (섹션 I 참조, 그림 1). 그것은 중뇌에서 뇌의 앞쪽 한계까지 확장됩니다 (박판 terrninalis의 영역, 시신경 교차. 및 시상 후후 성 시상 하부). 후기 신경 판 단계에서 대부분의 간뇌는 BF 1 (Foxg1) 발현이 부족하여 종뇌와 구별됩니다. 대조적으로, ZLI (zona limitans intrathalamica)에 대한 주둥이의 간뇌 영역은 또 다른 날개 달린 나선 전사 인자 인 BF2의 발현을 특징으로합니다 (Hatini, et al., 1994).

두뇌는 둘 다로 구성됩니다. 기저 및 alar 플레이트 도메인 (그림 1). 이용 가능한 증거는 기저판 조직이 축 중배엽에서 발생하는 SHH 매개 신호에 의해 유도되고 패턴 화된다는 것을 시사합니다 (Ericson et al., 1995). 이러한 신호는 부분적으로 Nkx 호 메오 박스 유전자에 의해 변환됩니다. 복부 간뇌에서 발현되는 유전자는 Nkx2.1 이상 6 개 이상으로 알려져 있습니다. Nkx2.2. Nkx2.4. Nkx5. 1. Nkkx5.2. 및 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 및 JLR Rubenstein. 미공개 관찰). 현재까지 시상 하부 결함은 Nkx2.1 돌연변이 마우스에서만보고되었습니다. 이러한 돌연변이의 형태 학적 분석은 대부분의 복부 시상 하부가 인식 할 수 없음을 보여주고 (Kimura, et al., 1996) 분자 연구는 초기 패턴 화 결함을 보여줍니다 (0. Marín 및 JLR Rubenstein. 미공개 관찰).

간뇌에서 SHH 신호 전달은 Gli 징크 핑거 전사 인자에 의해 매개됩니다. 그러나 Shh의 돌연변이는 시상 하부의 많은 부분을 소실시키는 반면 (Chiang, et al., 1996), 개별 Gli 유전자의 돌연변이는 덜 해 롭습니다. 그러므로. 반면 Gli2 돌연변이 생쥐는 뇌하수체의 다양한 손실이 있습니다. Gli 1 : Gli2 이중 돌연변이 체는 뇌하수체가없고 시상 하부에서 Shh 및 Nkx2.1의 비정상적인 발현을 나타냅니다 (Park, et al., 2000). 이러한 연구는 Gli 1과 Gli2가 중뇌에서 Shh 신호를 매개하는 중복 기능을 가지고 있음을 시사합니다. 간뇌 발달에서 Gli 인자의 역할을 지원하기 위해, 당신이 너무 많은 돌연변이의 분석을 기반으로하여 제브라 피쉬에서 시후 시상 하부 및 뇌하수체 전엽의 발달을 위해 Gli2 상동 체가 필요합니다 (Karlstrom, et al., 1999). . 재미있게. Fgf8은 또한 복부 간뇌의 최전방 영역에서 발현됩니다. 결핵 시상 하부의 패턴 화에 Shh와 협력하여 참여할 수 있습니다 (그림 4; Ye, et al., 1998).

배쪽 시상 하부의 유도 및 패턴 화는 발달과 매우 관련이 있습니다. 뇌하수체 (Treier and Rosenfeld, 1996; Watkins-Chow and Camper, 1998; Dasen and Rosenfeld, 1999). 뇌하수체는 선 저하와 신경 저하증의 두 부분으로 구성됩니다. adenohypophysis는 전방 신경 능선의 중간 부분에서 발생하며 전방 및 중간 뇌하수체를 포함합니다. 신경 저하증. 대조적으로, 인접한 내측 신경 판에서 발생하고 뇌하수체 후부를 구성합니다 (Couly and LeDouarin, 1985; Rubenstein, et al., 1998에서 검토 됨). 이 주제는 20 장에서 자세히 다룰 것입니다.

간뇌의 등쪽 패턴 화 및 지역화는 TGF-β 구성원에 의해 중재됩니다. WNT 및 FGF 제품군. 적어도 6 개의 Wnt 유전자가 발달하는 뇌성 뇌에서 부분적으로 겹치는 도메인에서 발현됩니다 (Hollyday, et al., 1995). Wnt1, 3a, 4, 5a 및 8b는 발달하는 alar diencephalon, synencephalon (ie, pretectum) 및 posterior parencephalon (ie, dorsal thalamus)의 하나 또는 두 개의 꼬리 부분으로 표현되지만 주둥이를 ZLI로 확장하지는 않습니다. . 대조적으로. Wnt7b는 전뇌 뇌 (즉, 복부 시상)에서 등쪽으로 표현됩니다. Wnt1 : Wnt3a 이중 돌연변이 체는 중뇌와 꼬리 전뇌 모두에 심각한 저형성을 보입니다 (S.M. Lee 및 A.P. McMahon, 개인적인 의사 소통). 게다가. Wnt 1 기능은 뇌간에서 Sim2의 정상적인 발현에 필요한 것으로 나타났습니다 (Mastick, et al., 1996). Sim2는 Drosophila 단일 마음 유전자의 뮤린 상 동체입니다. 간뇌 지역화의 초기 단계에서 표현됩니다 (Fan, et al., 1996).

간뇌의 AP 패턴 화 및 prosomeres의 형성은 잘 알려져 있지 않습니다. ZLI에서 AP 속성의 주요 전환에 대한 증거가 있습니다. 등쪽 시상과 복부 시상 사이의 횡단 경계 영역 (그림 1; Puelles and Rubenstein, 1993에서 검토 됨; Rubenstein and Beachy, 1998).ZLL에 대한 꼬리 인 FGF8은 engrailed homeobox 유전자의 발현을 유도하고 신경관을 변형시켜 중뇌 및 소뇌 조직으로 발전 할 수 있습니다 (Martinez, et al., 1999). ZLI 앞쪽. FGF8은 중뇌 / 소뇌 조직을 유도하지 않지만, 종뇌 마커 BF 1의 발현을 유도합니다 (Foxg 1 : Shimamura and Rubenstein, 1997). 뇌 경이 성숙함에 따라. 기저판에서 발현되는 유전자는 ZLI 내에서 발현됩니다 (예 : Shh. Nkx2.2. 및 Sim1 : Shimamura, et al., 1995; Fan, et al., 1996). ZLI가이 단계에서 패터닝 센터가 될 것을 제안합니다. ZLI에서 Shh의 등쪽 확장은 뇌척수 지붕에 접근합니다. 여기서 Fgf8 및 Bmp4는 표현됩니다 (Crossley, et al., 2001). 거의 같은시기에 Gbx2 및 Dlx2와 같은 유전자가 등쪽 시상 (prosomere 2) 및 복부 시상 (prosomere 3)에서 발현되며, 여기에서 이러한 원 발증의 분화에 필요합니다 (Miyashita-Lin, et al., 1999; O . Marín. SA Anderson. 및 JLR Rubenstein. 미공개 관찰).

신경 축의 다른 영역에서와 마찬가지로, 뇌척수의 Pax6 발현은 등 배쪽 패턴 화 및 지역화의 특정 측면을 제어하는 것으로 보입니다. 예를 들어, 중뇌의 복부 마커는 Pax6 돌연변이 체에서 정상보다 등쪽으로 더 많이 발현됩니다 (Grindley, et al., 1997). 게다가. Pax6 기능이없는 경우 뇌에서 횡 방향 분자 경계 설정의 결함이 발견됩니다 (Stoykova, et al., 1996, 1997; Grindley, et al., 1997; Mastick, et al., 1997; Warren and Price, 1997). 복부 시상은 Pax6 돌연변이 체 (Stoykova, et al., 1996)에서 등쪽 시상 또는 전종보다 더 심하게 영향을받는 것으로 보이며, 아마도 Pax6 돌연변이 체가 없을 때 ZLI의 비정상적인 확대 때문일 수 있습니다 (Grindley, et al. , 1997).