综述:早期脊髓发育:从神经管形成到神经发生

【字体: 时间:2025年02月07日 来源:Nature Reviews Neuroscience

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  这篇综述聚焦早期脊髓发育。脊髓作为脊椎动物神经系统关键部分,源于双能干细胞(神经中胚层祖细胞,NMPs)。文中阐述神经管沿前后轴的不同形态发生方式,以及神经祖细胞分裂模式对神经管发育和神经发生的作用,为理解脊髓发育提供重要参考。

  

早期脊髓发育的关键起点:神经中胚层祖细胞与神经管


在脊椎动物的胚胎发育进程中,脊髓扮演着极为重要的角色,它是神经系统里相对简单且在进化上高度保守的部分,堪称研究神经系统构建原理的关键模型。脊髓的 “生命起源” 要追溯到一群特殊的双能干细胞 —— 神经中胚层祖细胞(neuromesodermal progenitors,NMPs) 。这些神奇的细胞聚集在一个临时性的胚胎结构 —— 神经管(neural tube)内,为后续脊髓的发育奠定基础。

神经管形态发生的差异之旅


神经管的形态发生沿着其前 - 后轴展现出奇妙的差异。大部分神经管(涵盖了未来会发育成大脑和脊髓前部的区域),是通过神经沟的弯曲和背侧融合形成的。想象一下,神经沟就像一条柔软的 “丝带”,在发育信号的引导下逐渐弯曲、靠拢,最终在背侧融合成一个完整的管状结构。然而,神经管后部区域的形成方式却截然不同,它是在实心的髓索内重新形成一个管腔。这就好比在一团 “实心面团” 里,慢慢地 “塑造” 出一个中空的管道,这种独特的形成机制让神经管的后部区域在发育上独树一帜。

脊髓原基的 “建筑师”:神经祖细胞


早期的脊髓原基是由高度极化的神经祖细胞构成的,这些细胞有序地排列成假复层上皮。它们就像一群训练有素的 “建筑师”,严格按照发育蓝图,有条不紊地构建着脊髓的 “大厦”。

细胞分裂模式的精准调控


这些神经祖细胞的分裂模式受到严密的调控,这一过程对神经管的胚胎生长和初级神经发生的启动至关重要。细胞分裂就像一场精确的 “舞蹈”,何时分裂、如何分裂都有着严格的 “编排”。在不同的发育阶段,神经祖细胞通过特定的分裂方式,不断增加细胞数量、丰富细胞种类,为脊髓的正常发育提供充足的 “材料”。

跨物种研究的重要意义


通过对多种脊椎动物模型进行长期的观察和功能研究,科学家们逐渐揭开了脊髓发育背后的细胞事件奥秘。从小小的斑马鱼到体型较大的小鼠,不同物种在脊髓发育上既存在共性,也有各自的特点。这些研究成果不仅加深了我们对脊椎动物脊髓发育的理解,更为研究人类脊髓发育提供了宝贵的线索,让我们有望在未来更好地认识人类脊髓发育过程中的各种现象,为相关疾病的研究和治疗开辟新的道路。

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