Взаимосвязь между временем образования нейронов и судьбой клеток
Существен ли для развития нейрона момент времени, когда его клетка-предшественник прекращает делиться и мигрирует прочь от вентрикулярной зоны ? На данный вопрос можно ответить, маркируя нейроны в то время, когда они переходят в постмитотическое состояние, "рождаются". Первыми разработали такой подход Ангевин и Сидман. Они однократно вводили [3H]-тимидин либо внутриматочно, либо внутривенно в определенный день развития. Эта метка захватывается и встраивается в ДНК клетки, находящейся в стадии деления в данный момент. Невстроившийся тимидин быстро исчезает из кровотока. Таким образом клетки, находящиеся в постмитотической стадии, не содержат метки. В клетке, которая продолжает делиться после введения метки ( глиальные клетки и клетки-предшественники, которые остаются и вентрикулярной зоне), концентрация метки может уменьшаться во время удвоения ДНК и следующего за ним деления клетки. Однако, если клетка делится во время пика концентрации [3Н]-тимидина, и одна или обе дочерние клетки прекращают деление, мигрируя прочь от вентрикулярной зоны и дифференцируясь в нейроны , тогда эти нейроны имеют очень высокую концентрацию метки. Таким образом, путь развития нейрона, образовавшегося в определенный день развития, может быть визуализован однократным введением эмбриону [3Н]-тимидина в данный день, после чего продолжается нормальное развитие эмбриона. И в дальнейшем маркированные клетки можно обнаружить методами ауторадиографии.
С помощью такого метода исследования продемонстрирована систематическая взаимосвязь между временем образования нейрона и местом его окончательного расположения в коре головного мозга млекопитающих. Показано также, что развитие происходит по принципу "наоборот" (inside-out fashion) ( рис 23.12 ).
Нейроны самых глубоких кортикальных слоев образуются в первую очередь. Нейроны самых поверхностных слоев образуются позднее и мигрируют через клетки более глубоких слоев к месту своего окончательного расположения в коре. Похожее соответствие между временем образования и окончательным расположением нейрона наблюдается и в других отделах нервной системы, хотя и не во всех.
Каким образом мигрируют нейроны ? Происходит ли этот процесс спонтанно в направлении изнутри наружу, пока они не достигнут поверхности развивающейся коры, или мигрирующий нейрон способен распознавать определенный слой, куда он должен попасть? Эксперименты на развивающихся хорьках показали, что кортикальные нейроны способны мигрировать в строго определенную позицию ( рис. 23.13 ). Клетки, в том числе эмбриональные предшественники нейронов слоя 5 и слоя 6 , извлекались из вентрикуляриой зоны эмбрионов на ранних стадиях развития и трансплантировались в вентрикулярную зону эмбрионов на более поздних сроках в область клеток, являющихся предшественниками более поверхностных слоя 2 и слоя 3 . Клетки-предшесгвенники, которые были трансплантированы в ранней S фазе клеточного цикла (когда происходит синтез ДНК), изменяли свое развитие: нейроны, образовавшиеся из них, мигрировали в слои 2 и 3. Однако, если клетки были трансплантированы на более поздних стадиях их последнего клеточного цикла или уже являлись постмитотическими нейронами, мигрировавшими из вентрикулярной зоны, они сохраняли свою исходную дифференцировку. Они мигрировали только в пределах слоя 6, где останавливались и образовывали связи, характерные для своего типа дифференцировки. Таким образом, область, куда будет мигрировать кортикальный нейрон определяется, пока он находится в вентрикулярной зоне, непосредственно перед финальными митозом клетки.
