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峡部オーガナイザー、または峡部オーガナイザーは、中脳後脳境界（MHB ）としても知られ、中脳と後脳（胎児後脳）の接合部に発生する二次オーガナイザー領域です。[1] MHBは、隣接する神経上皮の分化とパターン形成を制御するシグナル伝達分子を発現します。これにより、 中脳と後脳の発達、およびこれらの領域の神経サブタイプの指定が可能になります。[2] MHBが中脳と後脳の発達に十分であるという事実は、ウズラのMHB細胞をヒナの前脳に移植して異所性中脳と小脳を誘発できた実験で示されました。[3]
峡部（MHB）の発達
MHB の発達と位置は、転写因子 Otx2とGbx2によって媒介されます。[2] Otx2は前部神経管で発現し、後部神経管の細胞はGbx2 を発現します。[3]これら 2 つのホメオドメイン転写因子はIrx1によって活性化され、発達中の中枢神経系(CNS)で相互に阻害します。 [3]これにより、神経管が閉じた後に峡部オーガナイザー領域となる明確な境界が形成されます。[2]
シグナル伝達分子
関連するシグナル伝達分子すべての通常の複合発現パターンは、MHBの形成と維持、および中脳と小脳の発達に必要です。次の3つのシグナル伝達分子は相互接続されたネットワークで機能し、MHBを構築して維持します。[3]これらのうちの1つが失われると、他の2つの発現が低下するだけでなく、中脳と後脳の部分的または完全な喪失にもつながります。
FGF8 は
MHBにおけるOtx2とGbx2の相互作用により、線維芽細胞増殖因子8（Fgf8）が発現する。Fgf8の既知のアイソフォームのうち、Fgf8aとFgf8bが峡部オーガナイザーで発現することが示されており、Fgf8bが最も多く発現している。[1] Fgf8の発現は、 Irx1とOtx2の両方を発現する細胞でEn1の活性化につながる。
Fgf8がMHBの組織化分子であることは、Fgf8を充填したビーズを神経管のより前方の領域に配置する実験によって示されました。[3]この結果、新しい異所性MHBが形成され、Fgf8がMHBの活動を模倣して、前方組織から中脳と後脳の構造の形成を誘導できることが示されました。
MHBでのFgf8シグナル伝達はOtx2発現と相まって中脳のドーパミン作動性 ニューロンの分化を誘導する。一方、Fgf8発現がGbx2発現後脳に広がると、セロトニン作動性ニューロンの分化につながる。胚発生の後半では、Fgf8発現は神経管内の最も前頭側のGbx2発現細胞（MHBの尾部領域）に局在する。[4]
ウント1
Wnt1は、最初は主に中脳全体（ Otx2発現細胞）で発現します。 [5]中脳/後脳境界が形成されると、 Wnt1発現は神経管の屋根板と中脳の後部領域に局在します。MHBでは、Wnt1は細胞増殖に役割を果たし、 FGF8発現も維持します。
エングレイルド-1
転写因子En1はMHBで発現している。Otx2とIrx1の両方を発現する細胞では、En1はFgf8シグナル伝達によって活性化される。Pax2 とOtx2の両方を発現する細胞でのEn1発現は中脳のアイデンティティ/運命につながる。[5]
参考文献
- ^ ab Nakamura, H; Watanabe, Y (2005). 「峡部オーガナイザーと中脳および後脳の領域化」.国際発生生物学ジャーナル. 49 (2–3): 231–5. doi : 10.1387/ijdb.041964hn . PMID 15906236.
- ^ abc シーゲルバウム、スティーブン A.、A. ジェームズ ハドスペス。神経科学の原理。エリック R. カンデル、ジェームズ H. シュワルツ、トーマス M. ジェッセル編。第 5 巻。ニューヨーク: マグロウヒル、2013 年。[必要なページ数]
- ^ abcde Sanes, D; Reh, T; Harris, W (2012). 「第2章: 極性とセグメンテーション」。神経系の発達（第3版）。バーリントン、マサチューセッツ州：アカデミックプレス。pp. 23–48。ISBN 9780080923208。
- ^ Wurst, W; Bally-Cuif, L (2001 年 2 月)。「神経板のパターン形成: 峡部オーガナイザーの上流と下流」。Nature Reviews。神経科学。2 (2): 99–108。doi : 10.1038 /35053516。PMID 11253000 。
- ^ ab 中村、H;片平 哲也松永英夫佐藤 哲 (2005 年 9 月) 「中脳と後脳の発達のための地峡オーガナイザー」。脳研究のレビュー。49 (2): 120-6。土井：10.1016/j.brainresrev.2004.10.005。PMID 16111543。