القای عصبی در زنوپوس: ملزوماتی برای پیام‌های اکتودرمی و اندومزودرمی از طریق کوردین، ناگین و بتا – کاتنین و سربروس

قیمت: 38,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

القای عصبی در زنوپوس: ملزوماتی برای پیام‌های اکتودرمی و اندومزودرمی از طریق کوردین، ناگین و بتا – کاتنین و سربروس

عنوان لاتین

Neural Induction in Xenopus: Requirement for Ectodermal and Endomesodermal Signals via Chordin, Noggin, b-Catenin, and Cerberus

منشأ پیام‌های القاکننده‌ی تمایز در سیستم عصبی مرکزی (CNS)، یک سؤال قدیمی در جنین‌شناسی مهره‌داران است. در اینجا ما نشان می‌دهیم که القای عصبی زنوپوس زودتر ازآنچه تصور می‌شود، در سطح بلاستولا (رویان) شروع‌ شده است و نیاز به فعالیت‌های ترکیبی دو مرکز پیام‌رسانی متمایز دارد. یکی از آن‌ها مرکز شناخته‌شده‌ی Nieuwkoop واقع در سلول‌های گیاهی پشتی که به بیان گره‌های القاکننده اندومزودمی می‌پردازند، می‌باشد. دیگری مرکز کوردین رویان و بیان‌کننده ناگین (BCNE) در سلول‌های پشتی حیوانی شامل سلول‌های نورواکتودرم احتمالی و سازنده اولیه Spemann می‌باشد. هر دو مرکز بعد از پیام‌های اولیه‌ی بتاکاتنین هستند. آنالیزهای مولکولی نشان می‌دهد که مرکز BCNE متمایز از مرکز Nieuwkoop بوده و مرکز Nieuwkoop پروتئین‌های اختصاصی سربروس (Cer) را بیان می‌کند. ما کشف کردیم که سلول‌های کشت‌شده‌ی کلاهک پشتی بلاستولای حیوانی که هنوز هیچ ارتباطی با محدوده‌ی مزودرمی ندارند می‌توانند زمانی که در محلول سالین کشت‌شده‌اند، نشانگرهای دائمی عصبی را بیان کنند و بافت را به سیستم اعصاب مرکزی تمایز دهند. آزمایش‌های پیوند نشان می‌دهد که منطقه BCNE برای تشکیل مغز ضروری است هرچند که فعالیت‌های القای CNS در زمان تکثیر بطنی کاهش می‌دهد. تحقیقات سلولی اثبات می‌کند که سلول‌های BCNE به بخش گسترده‌ای از مغز شبکیه و مناطق بعدی جنینی، سطوح اولیه و نوتوکورد گسترش می‌یابد. آزمایش‌های کمبود عملکرد به همراه ضد حساسیت مورفولینواولیگوس (MO) نشان داد که CNS تشکیل‌شده در جنین‌های زنوپوس با مزودرم کمتر (تولیدشده توسط تزریق mRNA سربروس کوتاه (Cers)) به کوردین (chd)، ناگین (Nog) و تنظیم‌کننده برعکس آن‌ها، بتاکاتنین نیاز دارد. زمانی که تغییرات مزودرم در مناطق حاشیه‌ای پشتی محافظت‌شده، کشت شود، بافت عصبی قدامی تشکیل‌شده در اکتودرم از سلول‌های BCNE مشتق شده و نیاز جدی به chd خواهد داشت. به‌وسیله تزریق chd مورفولینواولیگوس (Cer-MO) به اندودرم مورد انتظار در هشت سطح سلولی، نشان دادیم که هر دولایه در تشکیل CNS همکاری می‌کنند. نتایج ارائه‌کننده‌ی یک مدل برای القای عصبی در زنوپوس است که در آن‌یک پیام بتاکاتنین بلاستولا اولیه مستعد نورواکتودرمی احتمالی برای القای نورونی توسط پیام‌های اندومزودرمی منشأ گرفته از سازنده‌ی Spemann است.

The origin of the signals that induce the differentiation of the central nervous system (CNS) is a long-standing question in vertebrate embryology. Here we show that Xenopus neural induction starts earlier than previously thought, at the blastula stage, and requires the combined activity of two distinct signaling centers. One is the well-known Nieuwkoop center, located in dorsal-vegetal cells, which expresses Nodal-related endomesodermal inducers. The other is a blastula Chordin- and Noggin-expressing (BCNE) center located in dorsal animal cells that contains both prospective neuroectoderm and Spemann organizer precursor cells. Both centers are downstream of the early b-Catenin signal. Molecular analyses demonstrated that the BCNE center was distinct from the Nieuwkoop center, and that the Nieuwkoop center expressed the secreted protein Cerberus (Cer). We found that explanted blastula dorsal animal cap cells that have not yet contacted a mesodermal substratum can, when cultured in saline solution, express definitive neural markers and differentiate histologically into CNS tissue. Transplantation experiments showed that the BCNE region was required for brain formation, even though it lacked CNS-inducing activity when transplanted ventrally. Celllineage studies demonstrated that BCNE cells give rise to a large part of the brain and retina and, in more posterior regions of the embryo, to floor plate and notochord. Loss-of-function experiments with antisense morpholino oligos (MO) showed that the CNS that forms in mesoderm-less Xenopus embryos (generated by injection with Cerberus-Short [CerS] mRNA) required Chordin (Chd), Noggin (Nog), and their upstream regulator b-Catenin. When mesoderm involution was prevented in dorsal marginal-zone explants, the anterior neural tissue formed in ectoderm was derived from BCNE cells and had a complete requirement for Chd. By injecting Chd morpholino oligos (Chd-MO) into prospective neuroectoderm and Cerberus morpholino oligos (Cer-MO) into prospective endomesoderm at the 8-cell stage, we showed that both layers cooperate in CNS formation. The results suggest a model for neural induction in Xenopus in which an early blastula b-Catenin signal predisposes the prospective neuroectoderm to neural induction by endomesodermal signals emanating from Spemann’s organizer.