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1、神经管的形成及神经管闭合影响因素摘要神经管发生是一个重要的涉及到建立中枢神经系统原基的胚胎学事件,是指从神经板出现到神经管关闭的胚胎发育过程。在此过程中,神经板必须准时准确地关闭形成神经管,神经系统才能得以正常发育,否则将出现神经管关闭缺陷(Neuraltubeclosuredefect,NTCD)和随之而来的脊柱裂(Spinabifida)及无脑(Anencephaly)等常见畸形。为此,近一个多世纪以来,胚胎学家和发育神经生物学家坚持不懈地应用了许多不同的动物模型和不同的实验技术,试图探讨从神经板出现到神经管闭合这一涉及多因
2、素调控的过程及机制,以避免和预防NTCD的发生。关键词 神经管的形成;神经管闭合影响因素1、神经管的形成整个初级神经胚形成过程可分为5个连续的阶段：神经板（neuralplate）形成，神经底板（neuralfloorplate）形成，神经板的变形（shaping），神经板弯曲成神经沟（neuralgroove），神经沟闭合形成神经管（neuraltube）1.1神经板形成神经板细胞与其他外胚层细胞明显不同，这是因为背中胚层发出信号诱导其上方外胚层细胞变成柱状细胞，并从其周围预定形成表皮的外胚层中分化出来。神经板细胞和表皮细胞本
3、身都具有运动性。把神经板周围的表皮细胞分离下来培养，它们会集中延伸形成形成薄板，但不能卷成神经管。神经管形成真是由于神经板和表皮细胞协调一致的运动所致。1.2神经底板形成以前曾认为只有神经板中线处细胞才能形成神经管底板，也就是神经板闭合形成神经管时，位于神经板中间的大部分细胞树立于神经管底部，而神经板两侧和神经褶则构成神经管侧面和背面。头部神经底板形成方式可能如此，但是，躯干部神经管底版形成可能涉及部分亨氏结细胞“插入”神经板之中。神经管底板“插入”形成模型可以通过鹌鹑和鸡胚移植实验证明。鹌鹑和鸡胚早期发育极为相似。把鹌鹑胚胎一
4、部分移植到鸡胚相同区域，细胞便整合到受体胚胎中，参与形成适当的器官，发育成镶嵌体（chimera）。然而，鹌鹑和鸡的细胞毕竟不同：①鹌鹑细胞核内异染色质浓缩于核仁周围，形成一大块着色很深的物质，与鸡细胞内弥散型异染色质很容易区分；②鹌鹑细胞中存在一些鸡细胞中不具备的特异性抗原。基于这两点很容易将鹌鹑细胞和鸡细胞区别开来。方法：将1.5天(6肌节)鸡胚的亨氏结和正在延伸的后面脊索去掉，用鹌鹑对应部分取而代之。使鸡胚移植部位的脊索和底板都由鹌鹑细胞构成，而神经管壁仍由鸡神经板构成。分析形成的镶嵌体表明，神经底板和脊索细胞由鹌鹑细胞发
5、育而来。因此，亨氏结包含形成神经底板的细胞。1.3神经板变形和弯曲神经板变形是由于神经板细胞的内在动力所致。即由于神经板细胞变高成柱状，导致神经板变窄。相比之下，神经板弯曲则是通过神经板细胞内在力量和外在力量的共同作用而实现。在鸡胚中，神经板随着自身变形而开始弯曲。神经板中线处细胞由于被锚定在下面的脊索上，被称为中间铰合点。中间铰合点细胞受脊索诱导变矮，形成锲状，而两侧细胞形状保持不变。稍后，神经板与外胚层细胞连接处形成两个沟形铰合区，称作背侧铰合点，它们被锚定在神经嵴的表面外胚层上。背侧铰合点细胞变高，形成锲状。细胞变高和变成
6、锲状与微管和微丝有关，因为微管聚合抑制剂秋水仙素能抑制细胞生长，而微丝形成抑制剂细胞松弛素B则能阻止细胞顶部收缩，抑制锲状细胞形成。神经板围绕铰合区弯曲，每一铰合点都是一个支点使细胞围绕它旋转。同时，鸡胚表皮外胚层朝鸡胚的中央靠拢推进，也为神经管的弯曲提供动力。预定表皮外胚层细胞的运动以及神经板锚定于下面脊索中胚层上，确保神经管凹入胚胎而不是外凸起着重要作用。1.4神经管闭合在外力(Extrinsicforce)的作用下,神经褶升高,在向对侧靠拢的过程中,双侧的神经褶与各自相连的表皮外胚层脱离后相互融合形成神经管的顶板(Roof
7、plate)。与此同时,双侧的表皮外胚层也与各自相连的神经褶脱离后相互融合形成胚体背部的皮肤。此时,一些细胞从正在关闭的神经褶或从刚形成的神经管顶板中迁出形成神经嵴,在神经褶向对侧融合的过程中,由于只有MHP作支点,新形成的神经管呈裂隙状,而在未来脑和菱形窦水平,由于有MHP和PLHPs三个支点,使神经管管腔呈宝石状。神经褶的形成和神经沟的关闭主要是外力作用[1],研究发现将神经板侧面的非神经组织与神经板分离后,神经板能够经历正常的成形、垄沟形成,但神经褶不能形成。提示外力来自神经板外部的相邻组织。如果将神经板腹侧的中胚层,内胚
8、层及与之相连的细胞外基质全部去除而只留下表皮外胚层时,发现神经褶的升高和融合仍能发生,提示外力主要来自表皮外胚层。 此外,当神经上皮楔状化被抑制,即消除了内力后,也不影响神经褶的形成和神经沟的关闭,这也提示了外力的作用。研究发现外力也是来自细胞行为的变化,主要
