Миграция нейронов в ЦНС

Во многих областях развивающегося мозга, например в коре полушарий и мозжечке, миграция нейронов зависит от радиально расположенных глиальных клеток . Эти клетки поддерживают контакты с вентрикулярной и пиальной поверхностями нервной трубки. По мере утолщения нервной трубки из-за продолжающегося деления клеток в области вентрикулярного слоя и накопления нейронов в промежуточной зоне мантии и кортикальной пластинки, радиальные клетки глии значительно удлиняются. При помощи детального изучения развития мозжечка и коры методами световой и электронной микроскопии Ракич с коллегами показали, что нейроны движутся по «этажерке» из радиально расположенных клеток глии для того, чтобы достичь своего правильного расположения в коре. Наблюдения за мутантными мышами и опыты на клетках, выращенных в культуре подтвердили данное наблюдении о миграции нейронов. Сейчас начинают описываться белки, управляющие подобной миграцией нейронов. Они представляют собой нейрональный гликопротеин, известный как астротактин (astrotactin) и изоформы семейства рецепторов интегрина к молекулам адгезии экстрацеллюлярного матрикса (о чем мы поговорим ниже).

Нейроны способны мигрировать также и в направлении тех областей нервной системы, где нет радиально расположенных глиальных клеток. Одна интересная популяция нейронов, экспрессируюших гормоны гонадотропина (gonadotropin-releasing hormone (GnRH)), мигрирует с периферии в ЦНС. GnRH клетки проходят расстояние около 2 мм, мигрируя из области обонятельной ямки, эктодермальное производное (плакода) которой также образует эпителий носа, в область гипоталамуса по пути предварительно спроецированного туда аксона.

Белки адгезии внеклеточного матрикса и миграция клеток нервного гребня

В периферической нервной системе клетки нервного гребня не мигрируют по путям предварительно спроецированного аксона или вдоль структур глиальных клеток. Их миграция управляется механизмами привлечения и отталкивания при контакте с поверхностью клеток и компонентами внеклеточного матрикса. Два белка адгезии внеклеточного матрикса, ламинин (laminin) и фибронектин (fibronectin), концентрируются вдоль путей миграции клеток нервного гребня у эмбриона . Агенты, которые угнетают взаимодействие между рецепторами интегрина и компонентами внеклеточного матрикса, блокируют перемещение in vitro клеток нервного гребня вдоль поверхности, покрытой молекулами адгезии внеклеточного матрикса, а также миграцию in vivo клеток нервного гребня. Другой белок внеклеточного матрикса, Ф-спондин (F-spondin), экспрессируется в областях, граничащих с маршрутами миграции клеток нервного гребня. Он ингибирует перемещение клеток гребня, таким образом направляя их на правильный путь

Рис. 4. Дифференцировка клеток стенок нервной трубки. (А) Расположение ядер в клетках в первичной нервной трубке в зависимости от стадии клеточного цикла. (В) Клетки, становясь постмитотическими, мигрируют прочь от вентрикулярной зоны и образуют плащевую зону. Их отростки направляются в краевую зону. (С) Трехслойная организация сохраняется в спинном мозге. В мозжечке и головном мозге нейроны мигрируют в краевую зону и образуют там многослойную кору.