Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

25.6: Neurulatie
INHOUDSOPGAVE

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Neurulation
 
TRANSCRIPT

25.6: Neurulation

25.6: Neurulatie

Neurulation is the embryological process which forms the precursors of the central nervous system and occurs after gastrulation has established the three primary cell layers of the embryo: ectoderm, mesoderm, and endoderm. In humans, the majority of this system is formed via primary neurulation, in which the central portion of the ectoderm—originally appearing as a flat sheet of cells—folds upwards and inwards, sealing off to form a hollow neural tube. As development proceeds, the anterior portion of the neural tube will give rise to the brain, with the rest forming the spinal cord.

Neurulation and the Neural Crest

The central portion of the ectoderm that bends to generate the neural tube is aptly called the neural ectoderm, while the areas that flank it—along the periphery of the embryo—are the surface ectoderm. However, at the junction of the neural and surface ectoderm lies another population of cells, called the neural crest. As the neural folds (the edges of the elevating neural tube) begin to appear, neural crest cells (NCCs) can be visualized in their tips through the expression of characteristic markers, like the Pax7 transcription factor. As development proceeds and the neural folds fuse, NCCs can be observed either in the top-most portion of the neural tube or migrating along this structure’s sides towards lower regions of the embryo. To migrate, NCCs downregulate specific adhesive proteins, which allows them to detach from the other cells in the neural tube. Importantly, NCCs travel throughout the embryo, populating different regions to generate a variety of tissue types, including elements of the peripheral nervous system (like the ganglia of the intestines).

Primary vs. Secondary Neurulation

While primary neurulation forms most of the central nervous system in humans, a small area of the posterior spinal cord results from a distinct process called secondary neurulation. In this region, rather than having three distinct cell sheets, the embryo contains a mixture of loosely-packed cells covered by a thin layer of ectoderm. Some of these “loose” cells condense to generate a rod-like structure called the medullary or neural cord. This cord eventually hollows out, and merges with the more anterior primary neural tube, forming a continuous structure. Although secondary neurulation plays a relatively minor role in the formation of the human central nervous system, defects in this process can still have developmental consequences, such as certain types of spina bifida.

Neurulatie is het embryologische proces dat de voorlopers van het centrale zenuwstelsel vormt en plaatsvindt nadat gastrulatie de drie primaire cellagen van het embryo heeft gevestigd: ectoderm, mesoderm en endoderm. Bij mensen wordt het grootste deel van dit systeem gevormd via primaire neurulatie, waarbij het centrale deel van het ectoderm - dat oorspronkelijk leek op een plat vel cellen - naar boven en naar binnen vouwt en zich afsluit om een holle neurale buis te vormen. Naarmate de ontwikkeling vordert, zal het voorste deel van de neurale buis aanleiding geven tot de hersenen, terwijl de rest het ruggenmerg vormt.

Neurulatie en de neurale crest

Het centrale deel van het ectoderm dat buigt om de neurale buis te genereren, wordt toepasselijk het neurale ectoderm genoemd, terwijl de gebieden die het flankeren - langs de omtrek van het embryo - het oppervlakte-ectoderm zijn. Op de kruising van het neurale en oppervlakte-ectoderm ligt echter een andere celpopulatie, de neurale top genoemd. Als de neuralle plooien (de randen van de opstaande neurale buis) beginnen te verschijnen, neurale topcellen (NCC's) kunnen in hun toppen worden gevisualiseerd door de expressie van karakteristieke markers, zoals de Pax7-transcriptiefactor. Naarmate de ontwikkeling vordert en de neurale vouwen samensmelten, kunnen NCC's worden waargenomen in het bovenste gedeelte van de neurale buis of langs de zijkanten van deze structuur naar de lagere delen van het embryo. Om te migreren, reguleren NCC's specifieke adhesieve eiwitten, waardoor ze zich kunnen losmaken van de andere cellen in de neurale buis. Belangrijk is dat NCC's door het embryo reizen en verschillende regio's bevolken om een verscheidenheid aan weefseltypen te genereren, inclusief elementen van het perifere zenuwstelsel (zoals de ganglia van de darmen).

Primaire versus secundaire neurulatie

Terwijl primaire neurulatie het grootste deel van het centrale zenuwstelsel bij mensen vormt, is een klein deel van het achterste ruggenmerg het resultaat van een duidelijk proces dat secundaire neurulatie wordt genoemd. In deze regioin plaats van drie afzonderlijke celvellen te hebben, bevat het embryo een mengsel van losjes gepakte cellen bedekt met een dunne laag ectoderm. Sommige van deze "losse" cellen condenseren om een staafachtige structuur te genereren die de medullaire of neurale koord wordt genoemd. Dit koord holt uiteindelijk uit en versmelt met de meer voorste primaire neurale buis, waardoor een continue structuur wordt gevormd. Hoewel secundaire neurulatie een relatief ondergeschikte rol speelt bij de vorming van het menselijke centrale zenuwstelsel, kunnen defecten in dit proces toch gevolgen hebben voor de ontwikkeling, zoals bepaalde typen spina bifida.


Aanbevolen Lectuur

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter