Ақпарат

Аксонды бағыттау жүйесі нақты аксондарды қалай дәл бағыттайды?

Аксонды бағыттау жүйесі нақты аксондарды қалай дәл бағыттайды?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Аксондар өсу конустарын тартатын және қайтаратын немесе қоздыратын аксонды бағыттаушы молекулаларға (AGM) жауап беру арқылы терминалға жол табады. Бұл мен түсінемін.

AGM -дің ерекше комбинациясы арқылы аксон конусы мидың жартысына дейін жүретінін дәл анықтауға болады. Мұны мен де түсінемін.

Мен түсінбейтін нәрсе - мидың дамып келе жатқанында миллиондаған аксондар бір мезгілде олардың терминиіне қарай жылжиды және миллиондаған АГМ -лер бүкіл миға шығарылады. Аксон мидың қарама-қарсы жағындағы AGM-ге жету үшін сапарға шыққанда, ол мыңдаған басқа жиналыстардың жанынан өтіп кетуі мүмкін, бірақ олардың барлығын елемейді.

AGM шығарылған кезде, жақын жерде мыңдаған нейрондар бар, бірақ олардың бәрі оны елемейді, бірақ мидың кейбір нейрондары оған жетеді.

Мен екі ықтимал түсіндіруді ойлай аламын:

  1. Әрбір нейрон үшін бірегей AGM бар, оны басқа нейрондар ұстанбайды (бірақ олай емес сияқты).
  2. Әр нейронға енгізілген нақты нұсқаулар бар, олар бес нетринді елемейді, содан кейін алтыншысын орындаңыз, содан кейін тағы екеуін елемеңіз, содан кейін тоғызыншысын орындаңыз, бірақ сіз оған жеткенше, нейронды қалай бағдарламалауға болады? ?).

Сонымен, ол іс жүзінде қалай жұмыс істейді?


Қысқаша айтқанда, мен айтар едім нейрондарда «арнайы нұсқаулар» бар. Дегенмен, бұл соншалықты көп емес «netrin X мөлшерін елемеу, содан кейін тоқтату». Бұл «экспресс-рецепторлар 1, 30, 48 және 62» сияқты, олар бірегей комбинация ретінде өсу конусын баратын жеріне алады және оның жол бойында қате байланыс құруына жол бермейді. Мен төменде көбірек мәнмәтін бердім, бұл оны мағыналы етуге көмектеседі.

Аксонның дұрыс жолын табу және нұсқаулықпен бірқатар факторлар ойнайды, бірақ менің ойымша, бұл үшін төмендегі екеуі жеткілікті:

  1. Жасушаның түріне байланысты жасуша бетінде әр түрлі рецепторлар болады немесе болмайды, бұл әр түрлі жасуша типтеріне тек белгілі белгілерге ғана жауап беруге мүмкіндік береді. Дегенмен, дамып келе жатқан аксондардың көпшілігі рецепторлардың бірнеше түрін білдіреді, сондықтан олар бірнеше бағыттаушы сигналдарға жауап бере алады (немесе әртүрлі сигналдардың коктейльіне жауап береді).
  2. Аксон өсіп келе жатқан жолда диффузиялық емес сигналдар бар. Бір түрі туралы мына жерден оқи аласыз: https://www.nature.com/articles/nn.2231. Диффузияланбайтын белгілер туралы басты мәселе-олар өсу конусын тұрақтандыра алады (бұл өсуді ынталандыруы немесе синапстың пайда болуын бастауы мүмкін) немесе олар өсу конусын ығыстыра алады. Сондықтан олар өсу конусына дұрыс мақсат болып табылатыны туралы ақпарат беруде маңызды рөл атқарады.

Енді сіздің сұрағыңыздан барлығын біріктіретін екі нәрсе бар. Біріншіден, сіз нақты жол «ЖЖЖ-ның нақты комбинациясынан» келетінін айтасыз. Дәл! Бұл жерде негізгі сөз - «комбинация». Өсу конусына көптеген жолдармен әсер ететін көптеген AGM бар болғандықтан комбинация Өсу конусында көрсетілген рецепторлардың (және жасушаішілік қайталама хабаршылардың) саны және олардың қалай жұмыс істейтіні маңызды болып табылады. Екіншіден, сіз өсу конустары әлеуетті мақсаттарды олардан өтіп бара жатқанда «елемейтінін» айтасыз. Бұл жағдай болуы мүмкін (мысалы, егер өсу конусында мақсатты білдіретін нәрсені қабылдайтын рецептор болмаса, ол оның қатысуына көп әсер етпейді). Сонымен қатар, бұл ықтимал мақсаттар өсу конусын ығыстыратын кейбір таралмайтын сигналды білдіруі мүмкін және ол бұл жерді соңғы нүкте ретінде танымайды.


Альцгеймер ауруындағы Аксон-Гиденс молекулаларының рөлі мен механизмдері

Альцгеймер ауруы (АД) — есте сақтау қабілетінің үдемелі төмендеуімен және когнитивті дисфункциялармен сипатталатын нейродегенеративті ауру. АД себептері әлі анықталмағанымен, көптеген механизмдер ұсынылды. Аксон-бағыттау молекулалары әртүрлі механизмдерге қатыса отырып, АД пайда болуы мен дамуында рөл атқарады. Сонымен, аксонды бағыттаушы молекулалар АД-да қандай рөл атқарады? Бұл зерттеу аксон-бағыттаушы молекулалардың рөлін көрсету үшін нетриндер, слиталар, семафориндер мен эфриндердің Aβ деңгейін, тау ақуызының гиперфосфорлануын, реелинді және басқа жолдарды қалай реттейтінін түсіндіруге бағытталған. АД пайда болуы мен дамуында. Бұл зерттеу АД үшін жаңа емдік мақсатты іздеуде теориялық негіз мен жаңа перспективалар береді деп үміттенеміз.

Бұл жазылу мазмұнының алдын ала қаралуы, сіздің мекеме арқылы кіру.


Өсу конусында цитоскелеттік компоненттердің (актин жіпшелері мен микротүтікшелердің) ұйымдастырылуы.

Өсу конустары актиндік жіптерді филоподиялар мен микротаяқшалар деп аталатын құрылымдарға біріктіру және ұзарту арқылы аксонның өсуі мен бағытталуын жеңілдетеді. Филоподиялар мен адгезия рецепторларының белгілі бір жасушадан тыс матрица (ECM) компоненттерімен немесе лигандтармен байланысуы актин жіпшелерінің жинақталуына, цитоскелеттің қайта құрылуына және күшпен қозғалатын қозғалысқа аударылады. Бұл оқиғалар нейронның мақсатына қарай өсуімен аяқталады.

Өсу конустарында цитофондық жүйенің бірнеше компоненттері бар, олар үш аймаққа бөлінеді: перифериялық (P), өтпелі (T) және орталық (C) домен [1].

  • P домені негізінен аз полярлы актиндік желіге енгізілген бірполярлы актин жіпшелерінен тұрады. Оның құрамында динамикалық ламеллиподия мен филоподия бар. Микротүтікшелер де осы доменде уақытша кездеседі.
  • T домені P және C домендері арасындағы жұқа интерфейс болып табылады.
  • С домені өсу конусының ортасында аксонға жақын орналасқан. Ол негізінен микротүтіктерден тұрады және көптеген органеллалар мен везикулаларды қамтиды.

CD1 тышқан жұлын комиссуралы нейроны: конусы бар сурет: Саймон Мур, Колумбия университетінің ғылыми қызметкері


НӘТИЖЕЛЕР

Robo3.1 коммерциялық аксоннан кейінгі жою еденге байланысты және аудармалық реттеу арқылы

Робо3.1 жұлынның комиссуралық аксонынан жойылуын реттейтін механизмдерді зерттеу үшін біз алдымен комиссуралық аксондарды (CA) белгілеу стратегиясын жасадық. Арқа комиссуральды нейронды қолдану (DCN)-арнайы Cre түзу-Atoh1-Cre және GFP репортері -Роза 26-мТ/мГ, біз GFP (S1A қосымша суреті) бар комиссуралық аксондарды белгіледік. Robo3.1-спецификалық антиденемен бірге иммунды бояу (8) Robo3.1 тек қиылысу алдындағы және ортаңғы сызықты кесіп өтетін комиссиялық аксондарда экспрессияланғанын көрсетті, бірақ қиылысудан кейінгі аксондарда емес (қосымша S1B және C суреті). Уақытша Robo3.1 өрнегінің комиссиялық аксонның ортаңғы сызықты қиылысу кезеңдерімен корреляциясы Robo3.1-дің қиылысудан кейінгі аксондардағы жойылуы еден тақтасына тәуелді болуы мүмкін екенін көрсетті. Мұны тексеру үшін біз in vitro жұлын жұлынының (DSC) экспланттары E10.5 жұлынынан алдын ала кесілген және еден плитасы бекітілген немесе бекітілмеген культивирленген талдау (1А-сурет). Комиссиональды аксондар өскеннен кейін біз аксондардағы Robo3.1 ақуызының деңгейін бақыладық. 1В суретте көрсетілгендей, Robo3.1 протеині еден плитасы арқылы өсетін комсорсальды аксондарда жоғалды, ал еден плитасына жанаспай эксплантанттан шыққан аксонмен салыстырғанда. Мұны қосымша растау үшін in vivo, біз еден плитасы жетіспейтін жұлын моделін қолдандық Gli2 нокаут (КО) (36). 1С суретте көрсетілгендей, Robo3.1 ақуызының деңгейі «қиылысатын» аксондарда жоғарылаған және еден плитасы жетіспейтін жұлынның «өтуден кейінгі» аксондарында сақталған. Gli2 - / - эмбриондар, салыстырғанда Gli2 + /- қоқыстарды бақылау. Бұл нәтижелер Robo3.1 протеинін кесіп өткеннен кейінгі комиссуралық аксондардан жою үшін еден пластинасының қажет екенін көрсетеді. Еден тақтайшасы Robo3.1 өрнегін жоюға жеткілікті ме, жоқ па, соны тексеру үшін біз басқасын жасадық in vitro еден плитасы бекітілмеген DSC экспланттарын қолдану арқылы талдау (1А -сурет). Біз еден табақшасынан (FP-CM) (42) шартты ортаны дайындадық, содан кейін DSC экспланттарына FP-CM қостық (1D-сурет). Басқару шартты ортасымен (Ctrl-CM) салыстырғанда, FP-CM қолдану аксондардағы Robo3.1 ақуызының жоғалуына әкелді (1D-сурет). Біріктірілген бұл деректер еден пластинасының кесіп өткеннен кейінгі комиссуралық аксондарда Robo3.1 жою үшін қажет және жеткілікті екенін көрсетеді.

Robo3.1 коммерциялық аксоннан кейінгі жою еден тақтасына тәуелді және трансляциялық реттеу арқылы жүзеге асады. (A) Схемалық сызбаларды көрсету in vitro эксплант культурасын талдау. E10.5 жұлынынан доральды комиссуральды нейроны (DCN) бар дорсальды жұлын (DSC) экспланттары едендік пластинамен (FP) немесе онсыз комиссуралық аксондар өскенше өңделді. (Б) DSC E10.5 экспланттары Atoh1-Cre +/- Роза26-мТ/мГ +/- эмбриональды жұлын (А) -да көрсетілгендей кесіліп, өсірілді. Robo3.1 протеині еден тақтасы арқылы өсетін комиссиялық аксондарда жоғалып кетті, ал оның экспрессиясы еден пластинасы жоқ экспланттарда сақталды. (C) Robo3.1 өрнегі еден плитасы жетіспеушілігінде зерттелді Gli2 -/ - эмбриондар және олардың гетерозиготалы бақылау қоқыстары E11.5. Көрсетілгендей, Robo3.1 өрнегі комиссиональды аксондарды кесіп өту кезінде жоғарылаған Gli2 -/ - жұлын (ақ нүктелі қорап) сауатты басқарумен (ақ нүктелі қорап) салыстырғанда және комиссуралық аксондарда (ақ жебе ұштарында) сақталады. (D) DSC E10.5 экспланттары Atoh1-Cre +/- Rosa26-mT/mG +/- еден плитасы жоқ эмбриональды жұлындар (А -да көрсетілгендей) шартты ортамен өңделген. Еден пластинасының кондиционерленген ортасын (FP-CM) өңдеу Ctrl-CM-мен салыстырғанда комиссуралық аксондардағы Robo3.1 күрт төмендеуіне әкелді. (E) FP-CM және протеин синтезінің ингибиторы циклогексимидпен (CHX) емдеу Robo3.1 ақуызын жоюға ұқсас әсер еткенін көрсететін өсірілген DSC экспланттарының комсорсальды аксондарындағы Robo3.1 иммунофлуоресценциясының (IF) сандық көрсеткіші (n = Ctrl үшін 24 конфокальды өріс, n = FP-CM үшін 29 конфокальды өріс, n = CHX үшін 27 конфокалды өріс). (F) Robo3.1 ақуызының деңгейі HA-Robo3.1 CX-7 жасушаларында көрсетілгеннен кейін анти-HA WB көмегімен өлшенді, олар CHX емдеуден кейін әр түрлі уақыт нүктелерінде жиналды. (G) Robo3.1 протеині үшін (F) және жартылай ыдырау периоды бойынша нәтижелерді сандық анықтау (n = 3 қайталау). (H) MG-132 протеазомалық ингибиторымен емдеу Robo3.1 ақуызының күрт жиналуына әкелгенін көрсететін, өсірілген DSC эксплантаттарының комсорсальды аксондарында Robo3.1 IF санының болуыn = Көлік құралына арналған 10 конфокальды өріс, n = MG-132 үшін 24 конфокальды өріс). Барлық деректер орташа ± S.E.M. IF сандық деректері (E, H) қорап және сақал сызбалары түрінде берілген. E үшін: Ctrl қарсы FP-CM, ****П = 9.06E – 09 Ctrl қарсы CHX, ****П = 5.11E–09 FP-CM қарсы CHX, ns, маңызды емес (П = 0.21) дисперсияның бір жақты талдауы (ANOVA), содан кейін Тукейдің бірнеше салыстыру сынағы. H үшін: MG-132 автокөлігі, ****П = 4.46E-11 жұпталмаған Студенттердікі т сынақ. Масштабты жолақтар, 50 мкм (B – D).

Robo3.1 коммерциялық аксоннан кейінгі жою еден тақтасына тәуелді және трансляциялық реттеу арқылы жүзеге асады. (A) Схемалық суреттер in vitro мәдениетті талдау. E10.5 жұлынынан доральды комиссуральды нейроны (DCN) бар дорсальды жұлын (DSC) экспланттары едендік пластинамен (FP) немесе онсыз комиссуралық аксондар өскенше өңделді. (Б) E10.5 бойынша DSC экспланттары Atoh1-Cre +/- Роза26-мТ/мГ +/- эмбриональды жұлындар (A) көрсетілгендей кесіліп, өсірілді. Robo3.1 протеині еден тақтасы арқылы өсетін комиссиялық аксондарда жоғалып кетті, ал оның экспрессиясы еден пластинасы жоқ экспланттарда сақталды. (C) Robo3.1 өрнегі еден пластинасының жетіспеушілігінде зерттелді Gli2 -/- эмбриондар және олардың гетерозиготалы бақылау қоқыстары E11.5. Көрсетілгендей, Robo3.1 өрнегі комиссиялық аксондарды кесіп өткенде жоғарылады Gli2 -/ - жұлын (ақ нүктелі қорап) сауатты басқарумен (ақ нүктелі қорап) салыстырғанда және комиссуралық аксондарда (ақ жебе ұштарында) сақталады. (D) E10.5 бойынша DSC экспланттары Atoh1-Cre +/- Rosa26-mT/mG +/- Еден пластинасы жоқ эмбриональды жұлындар (А-да көрсетілгендей) шартты ортамен өсірілді. Еден пластинасының кондиционерленген ортасын (FP-CM) өңдеу Ctrl-CM-мен салыстырғанда комиссуралық аксондардағы Robo3.1 күрт төмендеуіне әкелді. (E) FP-CM және протеин синтезінің ингибиторы циклогексимидпен (CHX) емдеу Robo3.1 ақуызын жоюға ұқсас әсер еткенін көрсететін өсірілген DSC экспланттарының комсорсальды аксондарындағы Robo3.1 иммунофлуоресценциясының (IF) сандық көрсеткіші (n = Ctrl үшін 24 конфокалды өріс, n = FP-CM үшін 29 конфокальды өріс, n = CHX үшін 27 конфокалды өріс). (F) Robo3.1 ақуызының деңгейі HA-Robo3.1 CX-7 жасушаларында көрсетілгеннен кейін анти-HA WB көмегімен өлшенді, олар CHX емдеуден кейін әр түрлі уақыт нүктелерінде жиналды. (G) Robo3.1 протеині үшін (F) және жартылай ыдырау периоды бойынша нәтижелерді сандық анықтау (n = 3 қайталау). (H) Дақылдандырылған DSC экспланттарының комиссарлық аксондарындағы Robo3.1 IF сандық көрсеткіштері MG-132 протеазома ингибиторымен емдеу Robo3.1 протеинінің күрт жинақталуына әкелгенін көрсетеді (n = Көлікке арналған 10 конфокальды өріс, n = MG-132 үшін 24 конфокальды өріс). Барлық деректер орташа ± S.E.M. IF сандық деректері (E, H) қорап және сақал сызбалары түрінде берілген. E үшін: Ctrl қарсы FP-CM, ****П = 9.06E – 09 Ctrl қарсы CHX, ****П = 5.11E–09 FP-CM қарсы CHX, ns, маңызды емес (П = 0.21) дисперсияның бір жақты талдауы (ANOVA), содан кейін Тукейдің бірнеше салыстыру сынағы. H үшін: MG-132 автокөлігі, ****П = 4.46E-11 жұпталмаған Студенттердікі т сынақ. Масштабты жолақтар, 50 мкм (B – D).

Әрі қарай, еден плитасы Robo3.1 ақуыз деңгейін қалай басқаратынын зерттегіміз келді. Өйткені Robo3.1 транскрипт деңгейі төмендемейді, керісінше, өтудің алдындағы кезеңмен (E10.5) (8) салыстырғанда, кесіп өту кезінде (E11.5 және E12.5) күрт жоғарылайды, Robo3.1 ақуызының жойылуы мүмкін емес транскрипцияның төмендеуіне, қосылуының немесе тұрақтылығына байланысты Робо3.1 мРНҚ. Шынында да, DSC экспланттарын еден пластинасымен кондиционерленген ортамен (FP-CM) өңдеу өзгерген жоқ. Робо3.1 Бұл идеяны қолдайтын мРНҚ деңгейлері (Қосымша сурет S1D). Біз Robo3.1 ақуызын жою үшін едендік табақша қабылдауға болатын транскрипциядан кейінгі екі мүмкін механизм бар деп болжадық. Механизм 1: Robo3.1 ақуызының жартылай шығарылу кезеңі қысқа және үздіксіз аударма Robo3.1 протеин деңгейін ұстап тұрудың қажетті шарты болып табылады, бұл ақуыздың тез сарқылуына әкелуі мүмкін. 2-механизм: Robo3.1 протеині ұзақ жартылай шығарылу кезеңіне ие және ыдырау жолының үздіксіз синтезін белсендіруді қажет етпейді, оның жойылуына әкелуі мүмкін.

Осы екі модельді ажырату үшін біз келесі эксперименттерді жүргіздік. Біріншіден, біз DSC экспланттарын ақуыз синтезінің ингибиторы циклогексимидпен (CHX) өңдедік және комиссуральды аксондардағы Robo3.1 ақуызының FP-CM өңдеуі сияқты жойылғанын анықтадық (1Э сурет). Сондай-ақ, FP-CM сияқты, CHX емдеуі өзгерген жоқ Robo3.1 mRNA деңгейлері (S1D қосымша суреті). Бұл нәтижелер еден пластинасы Robo3.1 деңгейін аудармалық реттеу арқылы реттейтінін көрсетті. Екіншіден, біз Robo3.1 ақуызының жартылай шығарылу кезеңін өлшедік. HA (гемагглютинин) таңбаланған Robo3.1 COS-7 жасушаларында көрсетілген және CHX емдеуден кейін жасуша лизаты әр түрлі уақыт нүктелерінде жиналған. Содан кейін Robo3.1 ақуыз деңгейі анти-HA Western Blotting көмегімен өлшенді. Көрсетілгендей, ақуыз синтезі тежелген кезде Robo3.1 ақуызы β-Актинге қарағанда әлдеқайда тез жойылды (1F және G-сурет). Robo3.1 ақуызының есептелген жартылай шығарылу кезеңі 87 ± 4 мин құрайды, ол Robo3.1-ді белгіленген стандарттарға сәйкес қысқа мерзімді ақуыз ретінде жіктейді (45, 46). Үшіншіден, біз DSC экспланттарын протеазома ингибиторы MG-132 көмегімен емдеу комиссуральды аксондарда Robo3.1 ақуызына әсер етпей елеулі жинақталуына әкелгенін анықтадық. Robo3.1 мРНҚ деңгейлері (1Н-сурет және қосымша S1E), Robo3.1 үздіксіз синтезделетінін қолдайды. Бұл мәліметтер бірігіп Robo3.1 ақуызының жартылай шығарылу кезеңі қысқа болатынын және оның деңгейі трансляциялық реттеу арқылы қатаң бақыланатын модельді қолдайды: үздіксіз аударма комсоциальды аксондарды кесіп өтуде және кесіп өтуде Robo3.1 ақуыз деңгейін сақтайды. еден плитасы Robo3.1 ақуызының тез жойылуына әкеледі, осылайша комсорсальды аксондар еден пластинасынан шыға алады, бұл пост-қиылысатын аксонға айналады.

M 6 A оқырманы YTHDF1 m 6 A-модификацияланған аудармасын байланыстырады және басқарады Робо3.1 мРНҚ

Robo3.1 ақуызын трансляциялық деңгейде реттейтін механизмдерді одан әрі зерттеу үшін біз транскрипциядан кейінгі маңызды реттеулерді тексердік - m 6 A модификациясы. m 6 YTHDF1, YTHDF2 және YTHDF3 қоса алғанда, модификация мен оның оқырмандары mRNA -ның аударылуы мен тұрақтылығын реттеуде маңызды рөл атқарады (18-22). Трансляцияны қатаң бақылау Robo3.1 (1 -сурет) бізді бұл m 6 A модификациялау механизмі арқылы бола ма деп ойлануға итермеледі. Мұны тексеру үшін біз алдымен тексердік Robo3.1 mRNA m 6 A арқылы өзгертіледі немесе өзгертілмейді. Жарияланған m 6 Мидың картографиялық деректері (26, 28, 29, 31, 33) бізге m 6 A модификациясы туралы көп ақпарат бермеді. Робо3.1ықтималдығы төмен және шектеулі болғандықтан Robo3.1. Сүтқоректілер m 6 сайтты болжаушы SRAMP (стеңдікке негізделген РNA аденозин мэтиляция орны бredictor) (47) қуатты құрал болып табылады және мРНҚ-дағы m 6 А учаскелерін сәтті болжаған (16). талдау Robo3.1 mRNA SRAMP бағдарламасымен m 6 A жоғары сенімділіктің бес торабын болжады (2А -сурет және қосымша S2A). Біз мұны эксперименттермен растадық. M 6 А екі түрлі антиденелерді қолданып иммунопреципитация төмен түсірілді Робо3.1 Тінтуірдің эмбриональды жұлынының РНҚ -нан алынған мРНҚ (2В -сурет). Болжамды m 6 A учаскелерінің мутациясы (2А -сурет) m 6 A модификациясының толық жоғалуына әкелді. Робо3.1 мРНҚ, m 6 A-мутацияланған төмен түсіру сәтсіздігімен көрсетілген Робо3.1 Экспрессирлеуші ​​COS-7 жасушаларының мРНҚ Robo3.1-MT m6A білдіретін жасушалармен салыстырғанда Robo3.1-WT (2С -сурет). Бұл нәтижелер соны көрсетеді Робо3.1 мРНҚ m 6 А түрлендіріледі Робо3.1 аудару, біз m 6 A жазушы METTL3 құлату әсерін бақыладық. Бөлінген жұлынның комиссарлық нейрондары өсірілді, содан кейін экспрессиялық ленти вирусымен жұқтырылды. shMettl3 бұл комиссуральды нейрондарда бақылауға қарағанда METTL3 ақуыз деңгейінің күрт төмендеуіне әкелді шРНҚ (2D -сурет). METTL3 нокаунды басылуына әкелді Робо3.1 аударма, комиссуральды аксондардағы Robo3.1 ақуыз деңгейінің айтарлықтай төмендеуімен көрсетілген (2E және F сурет), өзгеріссіз Робо3.1 мРНҚ деңгейлері (қосымша сурет S2B). Бұл деректер m 6 A модификациясы қажет екенін көрсетеді Робо3.1 аударма

Робо3.1 мРНҚ m 6 А өзгертілген және YTHDF1 m6 A оқырманымен байланысқан. (A) Болжалды м 6 А учаскелері Робо3.1 SRAMP бағдарламасы бойынша мРНҚ. (Б) Anti-m 6 A IP төмен тартылды Робо3.1 Басқару элементтері ретінде сәйкес IgG бар екі түрлі m 6 A антиденелерін (бір мАб және басқа pAb) қолданатын тінтуірдің эмбриондық жұлынының РНҚ-дан алынған мРНҚ. Анықтау үшін RT-ПТР жүргізілді Robo3.1 мРНҚ элюта түрінде. (C) М 6 А тораптарын тексеру Робо3.1 мРНҚ. Anti-m 6 A IP төмен түсірілмеді Робо3.1 Экспрессирлеуші ​​COS-7 жасушаларының мРНҚ Робо3.1 m 6 А учаскелері мутацияланған (Robo3.1-MT m6A ) салыстырғанда Robo3.1-WT. (D) Комиссуралық нейрондардағы METTL3 нокдаун. E10.5 тышқанның арқа жұлынының диссоциацияланған комиссарлы нейрондары ленти вирусымен жұқтырылған. shMettl3, eGFP таңбалауымен белгіленген. Нокдаун shMettl3 48 сағат ішінде нейрондарда METTL3 ақуыз деңгейінің күрт төмендеуіне әкелді shCtrl. (E) METTL3 нокаундысы комиссуральды аксондарда Robo3.1 ақуыз деңгейінің айтарлықтай төмендеуіне әкелді. shCtrl. Масштаб жолағы, 10 мкм. (F) (E) ішінде Robo3.1 IF және eGFP салыстырмалы сандық көрсеткіші. Барлық деректер орташа ± S.E.M. және қорап және сақал сюжеттері ретінде ұсынылған: ****П = 1.18E – 5 (n = Үшін 15 аксон shCtrl n = Үшін 19 аксон shMettl3), жұпталмаған Студенттердікі т сынақ. (G) РНҚ IP (RIP) төмен тартылды Робо3.1 YTHDF1 антиденесі бар тінтуірдің эмбриондық жұлын лизатынан алынған мРНҚ, бірақ IgG бақылауымен емес. (H) YTHDF1 байланыстыру Робо3.1 мРНҚ m 6 А-ға тәуелді. YTHDF1 антиденесін қолданатын RIP төмен түсе алмады Робо3.1 YTHDF1 мен Робо3.1 m 6 А учаскелері мутацияланған (MT m6A ) салыстырғанда WT Robo3.1.

Робо3.1 mRNA m 6 A түрлендірілген және m 6 A оқырманымен YTHDF1 байланысты. (A) Болжалды м 6 А учаскелері Робо3.1 mRNA SRAMP бағдарламасы бойынша. (Б) Anti-m 6 A IP төмен түсірілді Робо3.1 Басқару элементтері ретінде сәйкес IgG бар екі түрлі m 6 A антиденелерін (бір мАб және басқа pAb) қолданатын тінтуірдің эмбриондық жұлынының РНҚ-дан алынған мРНҚ. Анықтау үшін RT-ПТР жасалды Robo3.1 мРНҚ элюта түрінде. (C) М 6 А тораптарын тексеру Робо3.1 мРНҚ. Anti-m 6 A IP төмен түсірілмеді Робо3.1 Экспрессирлеуші ​​COS-7 жасушаларының мРНҚ Робо3.1 m 6 A мутацияланған тораптармен (Robo3.1-MT m6A ) салыстырғанда Robo3.1-WT. (D) Комиссуральды нейрондарда METTL3 нокаунды. E10.5 тышқанның жұлын жұлынынан бөлінген комиссуральды нейрондар ленти вирусын жұқтырды shMettl3, eGFP таңбалауымен белгіленген. Нокдаун shMettl3 48 сағат ішінде нейрондарда METTL3 ақуыз деңгейінің күрт төмендеуіне әкелді shCtrl. (E) METTL3 нокаундысы комиссуральды аксондарда Robo3.1 ақуыз деңгейінің айтарлықтай төмендеуіне әкелді. shCtrl. Масштаб жолағы, 10 мкм. (F) (E) ішінде Robo3.1 IF және eGFP салыстырмалы сандық көрсеткіші. Барлық деректер орташа ± S.E.M. және қорап және сақал сызбалары ретінде берілген: ****П = 1,18E–5 (n = Үшін 15 аксон shCtrl n = 19 аксон үшін shMettl3), жұпталмаған Студенттік т сынақ. (G) РНҚ IP (RIP) төмен тартылды Робо3.1 Тінтуірдің эмбриональды жұлынынан мРНҚ YTHDF1 антиденесі бар, бірақ бақылаушы IgG емес. (H) YTHDF1 байланысы Робо3.1 мРНҚ m 6 А-ға тәуелді. YTHDF1 антиденесін қолданатын RIP төмен түсе алмады Робо3.1 COS-7 жасушаларынан алынған мРНҚ, YTHDF1 және Робо3.1 m 6 A мутацияланған тораптармен (MT m6A ) салыстырғанда WT Robo3.1.

Біз m 6 A-модификацияланғанын тексеруді жалғастырдық Робо3.1 mRNA -ны m 6 A оқырмандары тануы және байланыстыруы мүмкін. YTHDF1 антиденесі бар тышқан эмбриондық жұлын лизатының РНҚ иммунопреципитациясы (RIP) анықталды Робо3.1 мРНҚ, бірақ бақылаушы IgG -мен емес (2G -сурет). RTH эксперименттері YTHDF1 мен WT Robo3.1 (Robo3.1-WT) анықталды Робо3.1 мРНҚ, бірақ m 6 А-мутацияланған емес Робо3.1 (Robo3.1-MT m6A ) Робо3.1 мРНҚ m 6 А-ға тәуелді.

YTHDF1 m 6 A-модификацияланған мРНҚ-ның трансляциялық тиімділігін жоғарылататыны көрсетілген (19). Сондықтан біз YTHDF1 аудармасын реттей алатынын білгіміз келді Робо3.1. pCS2-HA-Robo3.1-WT-ті pCAGGS-Ythdf1-IRES-eGFP-мен COS-7 жасушаларына ко-трансфекциялау pCAGGS-IRES-eGFP бақылауымен салыстырғанда Robo3.1 ақуыз деңгейінің күрт артуына әкелді (3A және B суреті). ), әсер етпей Робо3.1 mRNA деңгейлері (Қосымша сурет S3A), бұл YTHDF1 трансляциясын жақсарта алады Робо3.1. Ұқсас эксперименттер pCAGGS-YTHDF2-IRES-eGFP көмегімен жүргізілді, онда YTHDF2 (S3B және C қосымша суреті) Robo3.1 аудармасының жоғары реттелуін көрсетпеді, бұл аудармалық реттеуді ұсынады. Робо3.1 YTHDF1 арнайы механизмі болып табылады. Бір қызығы, бұл оң реттеу Робо3.1 YTHDF1 аудармасы болжамды m 6 A тораптары Robo3.1 (pCS2-HA-Robo3.1-MT m6A) ішінде мутацияға ұшыраған кезде жоғалды (3А және В-сурет), бұл аударма ережесі m 6 А-ға тәуелді. YTHDF1 арқылы Robo3.1 ақуызының деңгейінің жоғарылауы трансляциялық бақылау арқылы жүзеге асатынын растау үшін, біз HA-Robo3.1 білдіретін HEK293T жасушаларында Robo3.1 ақуыз деңгейінің төмендеуіне әкелген Robo3.1 синтезін тежеу ​​үшін CHX қолдандық. 3C және D суреті, YTHDF1 жоқ алғашқы екі шарт). HA-Robo3.1 синтезінің CHX-пен ұқсас тежелуі YTHDF1-ді бірге көрсететін жасушалардан табылды (3C және D-сурет, YTHDF1-дің соңғы екі жағдайы), бұл YTHDF1-дің Robo3.1 ақуыз деңгейін трансляциялық бақылау арқылы жоғарылататынын көрсетеді. Robo3.1 ақуызының тұрақтылығына әсер ететін механизмдер немесе Робо3.1 мРНҚ тұрақтылығы (Қосымша сурет S3D).

M 6 оқырман YTHDF1 аударманы басқарады Робо3.1 мРНҚ m 6 А тәуелді түрде. (A) YTHDF1 аударманы жақсарта алады Робо3.1. WT Robo3.1-дің YTHDF1-мен COS-7 ұяшықтарындағы бірлескен экспрессиясы Robo3.1 ақуызының деңгейін тек eGFP білдіретін бос вектормен салыстырғанда IF деңгейінің күрт өсуіне әкелді. Алайда, YTHDF1 аудармасын көбейте алмады Робо3.1 m 6 A мутацияланған тораптармен (Robo3.1-MT m6A ). Масштаб жолағы, 25 мкм. (Б) (A) ішінде Robo3.1 IF және eGFP салыстырмалы сандық көрсеткіші. (C) Robo3.1 ақуыз деңгейлерінің YTHDF1 арқылы реттелуін көрсететін Western blotting талдауы трансляциялық бақылау арқылы жүзеге асырылады. Протеин синтезінің ингибиторы CHX аударылған Робо3.1 HEK293T жасушаларында HA-Robo3.1 білдіретін ұяшықтарда. Ұқсас әсерлер HA-Robo3.1 және YTHDF1 бірге әсер ететін жасушалардан табылды. (D) HA-Robo3.1 салыстырмалы деңгейлерінің (C) β-актинге мөлшерленуі. Барлық деректер орташа ± S.E.M. IF сандық деректері (B) қорапша мен сақалдың суреттері ретінде берілген: ***П = 5.11E – 04, ‘Robo3.1-WT + IRES-eGFP’ (n = 16 ұяшық) қарсы 'Robo3.1-WT + Ythdf1-IRES-eGFP’ (n = 17 ұяшық) ns, маңызды емес (П = 0.41), ‘Robo3.1-WT + IRES-eGFP’ (n = 15 ұяшық) қарсыRobo3.1-MT m6A + Ythdf1-IRES-eGFP’ (n = 18 жасуша) дисперсияны бір жақты талдау арқылы (ANOVA), содан кейін Тукейдің бірнеше салыстыру сынағы. ДБ сандық деректері (D, n = 3 қайталау) нүктелік сызбалар түрінде берілген: **П = 0,002 ('HA-Robo3.1' қарсы 'HA-Robo3.1 + CHX') **П = 0,002 ('HA-Robo3.1' қарсы 'HA-Robo3.1 + YTHDF1') ***П = 1.41E-04 ('HA-Robo3.1 + YTHDF1' қарсы 'HA-Robo3.1 + YTHDF1 + CHX') дисперсияның бір жақты талдауы (ANOVA), содан кейін Тукейдің бірнеше салыстыру сынағы.

m 6 A оқырман YTHDF1 аудармасын басқарады Робо3.1 мРНҚ m 6 А тәуелді түрде. (A) YTHDF1 аудармасын жақсарта алады Робо3.1. COS-7 жасушаларында WT Robo3.1-дің YTHDF1-мен бірге экспрессиясы тек eGFP-ті білдіретін бос вектормен салыстырғанда Robo3.1 ақуыз деңгейінің IF-ке күрт артуына әкелді. Дегенмен, YTHDF1 аудармасын көбейте алмады Робо3.1 m 6 A мутацияланған тораптармен (Robo3.1-MT m6A ). Масштаб жолағы, 25 мкм. (Б) (A) ішінде Robo3.1 IF және eGFP салыстырмалы сандық көрсеткіші. (C) Robo3.1 ақуыз деңгейлерінің YTHDF1 арқылы реттелуін көрсететін Western blotting талдауы трансляциялық бақылау арқылы жүзеге асырылады. Протеин синтезінің ингибиторы CHX аударылған Робо3.1 HA-Robo3.1 экспрессиялайтын HEK293T жасушаларында. Ұқсас әсерлер HA-Robo3.1 және YTHDF1 бірге әсер ететін жасушалардан табылды. (D) (C) β-актинге қатысты HA-Robo3.1 деңгейлерін сандық анықтау. Барлық деректер орташа ± S.E.M. IF сандық деректері (B) қорап және сақал сызбалары түрінде берілген: ***П = 5.11E – 04, ‘Robo3.1-WT + IRES-eGFP’ (n = 16 ұяшық) қарсы 'Robo3.1-WT + Ythdf1-IRES-eGFP’ (n = 17 ұяшық) ns, маңызды емес (П = 0.41), ‘Robo3.1-WT + IRES-eGFP’ (n = 15 ұяшық) қарсыRobo3.1-MT m6A + Ythdf1-IRES-eGFP’ (n = 18 жасуша) дисперсияны бір жақты талдау арқылы (ANOVA), содан кейін Тукейдің бірнеше салыстыру сынағы. ДБ сандық деректері (D, n = 3 қайталау) нүктелік сызбалар түрінде берілген: **П = 0,002 («HA-Robo3.1» қарсы «HA-Robo3.1 + CHX») **П = 0,002 («HA-Robo3.1» және «HA-Robo3.1 + YTHDF1») ***П = 1.41E-04 ('HA-Robo3.1 + YTHDF1' қарсы 'HA-Robo3.1 + YTHDF1 + CHX') дисперсияның бір жақты талдауы (ANOVA), содан кейін Тукейдің бірнеше салыстыру сынағы.

Бұл мәліметтер бірігіп, оны қолдайды Робо3.1 мРНҚ m 6 A арқылы өзгертілген және YTHDF1 арқылы танылады және байланыстырылады, бұл оның трансляциясын күшейте алады.

YTHDF1 эндогендік трансляцияны реттейді Робо3.1 комиссуралық нейрондарда және YTHDF1 экспрессиясы еден тақтасы арқылы бақыланады

Содан кейін біз YTHDF1 эндогендік аударманы реттей алатынын тексердік Робо3.1 комиссурлық нейрондарда. Диссоциацияланған жұлын комиссуральды нейрондар өсірілді, содан кейін ленти вирусын жұқтырды немесе шамадан тыс әсер етті. Ythdf1 (4А -Ф сурет). YTHDF1-ді қарсы екі shRNA көмегімен құлату Ythdf1 (shYtdhf1-2 және shYthdf1-3) бақылаумен салыстырғанда комиссиялық нейрондардағы YTHDF1 ақуыз деңгейінің күрт төмендеуіне әкелді shRNA (4А -сурет). Өйткені Робо3.1 мРНҚ комсорсальды аксондарда анықталмады және аксондарда (10) жергілікті түрде аударылмады Робо3.1 аударма нейрондық сомада болады және Robo3.1 ақуызы өз функцияларын орындау үшін аксондарға тасымалданады. Содан кейін біз комиссиональды аксондардағы Robo3.1 ақуызының деңгейін бақыладық. YTHDF1 нокаунды басылуына әкелді Робо3.1 комсоциальды аксондарда Robo3.1 ақуыз деңгейінің айтарлықтай төмендеуімен көрсетілген аударма (4В және С сурет), Робо3.1 мРНҚ деңгейіне әсер етпейді (қосымша сурет S4A). Комиссуралық нейрондарда YTHDF1 шамадан тыс экспрессиясы (4D-сурет) Robo3.1 ақуыз деңгейінің (4E және F-суреті) айтарлықтай жоғарылауына әкелді. Робо3.1 mRNA деңгейлері (S4B қосымша суреті). Бұл нәтижелер YTHDF1 эндогендік трансляцияны күшейте алатынын көрсетеді Робо3.1 комиссурлық нейрондарда.

YTHDF1 эндогенді аударуды реттейді Робо3.1 комиссуралық нейрондарда және еден пластинасымен басқарылады. (A) Комиссуральды нейрондарда YTHDF1 нокаунды. Тінтуірдің E10.5 жұлынынан бөлінген комиссуральды нейрондар ленти экспрессивті инфекциясын жұқтырды shYthdf1-2 және shYthdf1-3сәйкесінше және eGFP таңбалауымен белгіленген. Нокдаун shYthdf1 48 сағат бойы комиссуральды аксондардағы YTHDF1 ақуыз деңгейінің күрт төмендеуіне әкелді shCtrl. (Б) YTHDF1 -нің құлдырауы комиссуральды аксондарда Robo3.1 ақуыз деңгейінің айтарлықтай төмендеуіне әкелді. shCtrl. (C) (B) ішіндегі eGFP -ке қатысты Robo3.1 IF санының саны. n = 16 аксон үшін shCtrl n = Үшін 17 аксон shYthdf1-2 n = Үшін 16 аксон shYthdf1-3. (D) Комиссуральды нейрондарда YTHDF1 шамадан тыс экспрессиясы. Тінтуірдің E10.5 жұлынынан бөлінген комиссуралды нейрондар eGFP таңбалауымен белгіленген YTHDF1 экспрессивті ленти вирусын жұқтырды. YTHDF1 шамадан тыс әсер етуі бақылауға қарағанда комиссуралық аксондарда YTHDF1 ақуыз деңгейінің күрт өсуіне әкелді. (E) YTHDF1 шамадан тыс экспрессиясы комиссиональды аксондарда Robo3.1 ақуыз деңгейінің едәуір жоғарылауына әкелді. eGFP бақылау. (F) (E) ішіндегі eGFP -ке қатысты Robo3.1 IF санының саны. n = 14 аксон үшін IRES-eGFP n = Үшін 16 аксон Ythdf1-IRES-eGFP. (G) Еден тақтасы бойынша YTHDF1 өрнегін реттеу. E10.5 тышқан эмбриональды жұлынынан DSC экспланттары FP-CM немесе Ctrl-CM көмегімен өңделді. YTHDF1 ақуыз деңгейін өлшеу үшін ДБ талдауы жүргізілді. (H) WB сигналдарының (G) сандық көрсеткіші. Барлық деректер орташа ± S.E.M. IF санының деректері (C, F) қорапша мен сақалдың суреттері ретінде берілген: C, **** үшінП = 8.05E-7 (shYthdf1-2 қарсы shCtrl), ****П = 3.83E-7 (shYthdf1-3 қарсы shCtrl), ns, маңызды емес (П = 0.76, shYthdf1-2 қарсы shYthdf1-3) F үшін, ****П = 3,35E–6 жұпталмаған Студенттік т сынақ. ДБ сандық деректері (H, n = 5 реплика) нүктелік сюжеттер түрінде берілген: ****П = 1.68E – 8 жұптасқан Студенттердікі т сынақ. Масштаб жолақтары, 10 мкм (B және E).

YTHDF1 эндогендік трансляцияны реттейді Робо3.1 комиссуралық нейрондарда және еден пластинасымен басқарылады. (A) Комиссиялық нейрондардағы YTHDF1 нокдаун. Тінтуірдің E10.5 жұлынынан бөлінген комиссуральды нейрондар ленти экспрессивті инфекциясын жұқтырды shYthdf1-2 және shYthdf1-3сәйкесінше және eGFP таңбалауымен белгіленген. Нокдаун shYthdf1 48 сағат бойы комиссуральды аксондардағы YTHDF1 ақуыз деңгейінің күрт төмендеуіне әкелді shCtrl. (Б) YTHDF1 тітіркенуі комиссиялық аксондармен салыстырғанда Robo3.1 ақуыз деңгейінің айтарлықтай төмендеуіне әкелді. shCtrl. (C) (B) ішіндегі eGFP -ке қатысты Robo3.1 IF санының саны. n = Үшін 16 аксон shCtrl n = Үшін 17 аксон shYthdf1-2 n = Үшін 16 аксон shYthdf1-3. (D) Комиссиялық нейрондарда YTHDF1 шамадан тыс экспрессиясы. Тінтуірдің E10.5 жұлынынан бөлінген комиссуралды нейрондар eGFP таңбалауымен белгіленген YTHDF1 экспрессивті ленти вирусын жұқтырды. YTHDF1 шамадан тыс экспрессиясы бақылаумен салыстырғанда комиссиялық аксондардағы YTHDF1 ақуыз деңгейінің күрт артуына әкелді. (E) YTHDF1 шамадан тыс экспрессиясы комиссиональды аксондарда Robo3.1 ақуыз деңгейінің едәуір жоғарылауына әкелді. eGFP бақылау. (F) (E) ішінде Robo3.1 IF және eGFP салыстырмалы сандық көрсеткіші. n = Үшін 14 аксон IRES-eGFP n = Үшін 16 аксон Ythdf1-IRES-eGFP. (G) Еден тақтасы бойынша YTHDF1 өрнегін реттеу. E10.5 тышқан эмбриональды жұлынынан DSC экспланттары FP-CM немесе Ctrl-CM көмегімен өңделді. YTHDF1 ақуыз деңгейін өлшеу үшін WB талдауы жүргізілді. (H) ДБ сигналдарының сандық көрсеткіші (G). Барлық деректер орташа ± S.E.M. IF санының деректері (C, F) қорапша мен сақалдың суреттері ретінде берілген: C, **** үшінП = 8.05E-7 (shYthdf1-2 қарсы shCtrl), ****П = 3.83E-7 (shYthdf1-3 қарсы shCtrl), ns, маңызды емес (П = 0.76, shYthdf1-2 қарсы shYthdf1-3) F үшін, ****П = 3.35E – 6 жұпталмаған Студенттердікі т сынақ. ДБ сандық деректері (H, n = 5 реплика) нүктелік сюжеттер түрінде берілген: ****П = 1,68E–8 жұптастырылған Студенттік т сынақ. Масштаб жолақтары, 10 мкм (B және E).

Еден тақтасы трансляциялық реттеу арқылы Robo3.1 протеинін қиылысудан кейінгі комиссиялық аксондардан жоя алады (1-сурет және қосымша S1). M 6 оқырман YTHDF1 аударманы жақсарта алады Робо3.1 комиссуралық нейрондарда (4A-F суреті және S4 қосымша суреті). Бұл нәтижелер бізді еден тақтасы теріс бақылау үшін YTHDF1 реттеуін төмендетуі мүмкін деген гипотеза жасауға итермеледі Робо3.1 аударма Мұны тексеру үшін біз DSC диссоциацияланған нейрондарын өсірдік, содан кейін оларды еденге пластиналы кондиционермен (FP-CM) өңдедік. 4G және H суретінде көрсетілгендей, FP-CM өңдеу Ctrl-CM-мен салыстырғанда YTHDF1 ақуыз деңгейін айтарлықтай төмендетті. Осы нәтижелерге сәйкес YTHDF1 эндогенді өрнегі алдын ала кесуден өтуден кейінгі кезеңдерге дейін үздіксіз төмендеуді көрсетті (S4C және D қосымша суреті). Бұл деректер еден тақтасынан алынған сигналдар YTHDF1 өрнегін тежеу ​​үшін төмендететін механизмді қолдайды Робо3.1 өтуден кейінгі комиссарлық аксондардағы аударма.

Robo3.1 протеині азаяды және аксонның жетекшілігі бұзылады Ythdf1-комиссуралық нейрондардың жетіспеушілігі

YTHDF1 реттейтін механизмдерді физиологиялық растау үшін Робо3.1 аударма жасадық Ythdf1 cKO тышқандары (5А -сурет). Ythdf1 fl/fl тінтуірдің көмегімен тексерілді Wnt1-Cre тінтуір (48) YTHDF1 иммунды бояумен (сурет 5В). 5В суретте көрсетілгендей, YTHDF1 жұлынның бүкіл миында кеңінен көрсетілген Ythdf1 fl/fl эмбриондар және арқа жұлынында тиімді түрде нокаутқа түседі Wnt1-Cre + /- Ythdf1 fl/fl эмбриондар. Алайда, жұлынның барлық жерінде YTHDF1 өрнегі мен жұлынның жұлынындағы Wnt1-Cre кең ауқымды өрнегі эмбриональды жұлынның дамуы мен нейрондық өрнектің Wnt1-Cre-де бұзылуына әкелуі мүмкін.-алынған Ythdf1 cKO эмбриондары. Бұған жол бермеу үшін біз қолдандық Atoh1-Cre арнайы жою үшін тінтуір Ythdf1 жұлынның комиссарлық нейрондарынан (Aoh1-Cre ерекшелігі үшін S1A қосымша суретін қараңыз). Atoh1-Cre постмитотикалық комиссуральды нейрондарда кре-делдалдық рекомбинацияны жүргізеді [49], бұл YTHDF1 функцияларын анықтауға мүмкіндік береді. Робо3.1 жұлынның нейрондық спецификациясын бұзбай аудармалық реттеу және аксондық комиссуралық нұсқаулық. Atoh1-Cre + комиссуральды нейрондық сомадан YTHDF1 жоғалуы Rosa26-YFP репортер расталды (5С -сурет). Robo3.1 ақуызының деңгейі комсорсальды аксондарда айтарлықтай төмендеді Ythdf1-қоқыс бақылауымен салыстырғанда DSC эксплантаттарының жеткіліксіздігі (5D және Е сурет). Робо3.1 Жұлынның мРНҚ деңгейіне әсер етпейді Ythdf1 cKO эмбриондары (S5A қосымша суреті).Бұл нәтижелер Robo3.1 ақуызын көрсетеді, бірақ жоқ Робо3.1 Жұлында мРНҚ азаяды Ythdf1 сәйкес келетін cKO эмбриондары in vitro деректер YTHDF1 физиологиялық реттейтінін көрсетеді Робо3.1 аударма

Арнайы абляция Ythdf1 дорсальды комиссуральды нейрондар Robo3.1 ақуыз деңгейінің төмендеуіне әкеледі. (A) Генетикалық жою стратегиясы үшін схемалық сызбалар көрсетілген Ythdf1. YTH домен кодтау тізбегін қамтитын Exon 4 Cre-делдалдық рекомбинациядан кейін жойылады. (Б) YTHDF1 ақуызының жұлын жұлынында сарқылуы Wnt1-Cre +/- Ythdf1 fl/fl cKO тышқан эмбриондары. Е11.5 жұлын бөлімдерінің YTHDF1 иммуно бояуы жұлдызша арқылы көрсетілген жұлын жұлыны мен доральды түбірлік ганглиядан (DRG) YTHDF1 ақуызының cKO растады. (C) Atoh1-Cre + комиссуралды нейрондарынан YTHDF1 ақуызының спецификалық абляциясы. E11.5 жұлын бөлімдерінің YTHDF1 иммуно бояуы YFP + комиссуралды нейрондарындағы YTHDF1 ақуызының cKO -ын растады. Atoh1-Cre +/ - Rosa26-YFP +/ - Ythdf1 fl/fl cKO тышқан эмбриондары, ал YTHDF1 экспрессиясы бұзылмаған Atoh1-Cre +/ - Rosa26-YFP +/ - эмбриондарды бақылау. (D) Ythdf1 cKO бар Atoh1-Cre дорсальды комиссуралық аксоннан Robo3.1 ақуызының күрт төмендеуіне әкелді. E10.5 алдын ала айқасатын DSC экспланттары бөлшектелді және өсірілді in vitro. Anti-Robo3.1 IF TAG1 (TSA)-оң комиссуралық аксондарда Robo3.1 ақуыз деңгейінің айтарлықтай төмендеуін көрсетті. Өкілдік суреттер сегізден көрсетілген Ythdf1 fl/fl және тоғыз Atoh1-Cre +/ - Ythdf1 fl/fl тиісінше эмбриондар. (E) Мәдени DSC эксплантаттарының комиссуралық аксондарында Robo3.1 IF санының болуы Ythdf1 cKO тінтуір эмбриондары және олардың қоқыстарын бақылау. Барлық деректер орташа ± S.E.M. және қорап пен сақалдың сюжеттері ретінде ұсынылған: Ythdf1 fl/fl (n = 30 конфокалды өріс) қарсы Atoh1-Cre +/ - Ythdf1 fl/fl (n = 47 конфокальды өріс), **П = 0,0014 жұпталмаған студент бойынша т сынақ. 100 мкм (В және Д) және 10 мкм (С) масштабты жолақтар.

Арнайы абляциясы Ythdf1 дорсальды комиссуральды нейрондар Robo3.1 ақуыз деңгейінің төмендеуіне әкеледі. (A) Генетикалық жою стратегиясы үшін схемалық сызбалар көрсетілген Ythdf1. YTH домен кодтау тізбегін қамтитын Exon 4 Cre-делдалдық рекомбинациядан кейін жойылады. (Б) арқа жұлынында YTHDF1 протеинінің азаюы Wnt1-Cre +/- Ythdf1 fl/fl cKO тышқан эмбриондары. Е11.5 жұлын бөлімдерінің YTHDF1 иммуно бояуы жұлдызша арқылы көрсетілген жұлын жұлыны мен доральды түбірлік ганглиядан (DRG) YTHDF1 ақуызының cKO растады. (C) Atoh1-Cre + комиссуралды нейрондарынан YTHDF1 ақуызының спецификалық абляциясы. Жұлынның E11.5 бөлімдерінің анти YTHDF1 иммундық бояуы YFP + комиссиялық нейрондардағы YTHDF1 ақуызының cKO-сын растады. Atoh1-Cre +/ - Rosa26-YFP +/ - Ythdf1 fl/fl cKO тышқан эмбриондары, ал YTHDF1 өрнегі өзгеріссіз қалды Atoh1-Cre +/ - Rosa26-YFP +/ - эмбриондарды бақылау. (D) Ythdf1 cKO бар Atoh1-Cre дорсальды комиссуралық аксоннан Robo3.1 ақуызының күрт төмендеуіне әкелді. E10.5 DSC экспланттары алдын ала кесілген және өсірілген in vitro. Anti-Robo3.1 IF TAG1 (TSA)-оң комиссуралық аксондарда Robo3.1 ақуыз деңгейінің айтарлықтай төмендеуін көрсетті. Өкілдік суреттер сегізден көрсетілген Ythdf1 fl/fl және тоғыз Atoh1-Cre +/ - Ythdf1 fl/fl эмбриондар, тиісінше. (E) өсірілген DSC экспланттарының комиссарлық аксондарындағы Robo3.1 IF сандық көрсеткіштері Ythdf1 cKO тінтуір эмбриондары және олардың қоқыстарын бақылау. Барлық деректер орташа ± S.E.M. және қорап және сақал сызбалары ретінде ұсынылған: Ythdf1 fl/fl (n = 30 конфокальды өріс) қарсы Atoh1-Cre +/ - Ythdf1 fl/fl (n = 47 конфокальды өріс), **П = 0,0014 жұпталмаған Студенттердікі т сынақ. 100 мкм (В және Д) және 10 мкм (С) масштабты жолақтар.

Robo3.1 функциясының жоғалуы комиссиональды аксонды бағыттауда ақауларға әкелді (8). Robo3.1 ақуызының комиссуральды түрде төмендеуі Ythdf1- жетіспейтін эмбриондар бізді осы эмбриондарда кесіп өту алдындағы аксон басшылығының бұзылған-бұзылған-болмайтынын қосымша тексеруге итермеледі. Омыртқа бағанасындағы комиссуралық аксонды алдын ала кесіп өтетін TAG1 иммуностаиногиясы қозғалтқыш бағанына қате проекцияланған комиссиональды аксондардың едәуір көп екенін көрсетті. Ythdf1 cKO эмбриондары бақылаушылармен салыстырғанда (6А және В -сурет). Жұлынның ашық кітабында DiI таңбалауын қолдана отырып, одан әрі талдау көрсеткендей, абляция Ythdf1 Комиссиональды нейрондар аксонды бағыттаудағы ақауларды тудырды, бұл көптеген қалыптан бұрын бұрылу мен аксондардың тоқтап қалуымен анықталды. Ythdf1 cKO эмбриондары олардың қоқыс бақылаушыларымен салыстырғанда (сурет 6C– E). Бақылау ретінде біз жұлынның пішіні мен dI1 комиссуральды нейрондарының дамуына әсер етпегенін растадық. Ythdf1 cKO эмбриондары (S5B-I қосымша суреті).

Ythdf1 cKO эмбриондары комиссиялық аксонды кесіп өтуге дейінгі жетекшілікте ақауларды көрсетеді. (A) Комиссарлық аксондарды қозғалтқыш бағандарына алдын ала кесіп өту Ythdf1 cKO эмбриондары. TAG1 E11.5 эмбриондық бөлімдерінде комиссиялық аксондарды белгілейді және мотор бағандарына (көрсеткі ұштары) бұрмаланатын аксондар айтарлықтай көбірек. Ythdf1 cKO эмбриондары олардың қоқыс бақылаушыларымен салыстырғанда. Өкілдік бейнелері үштен көрсетіледі Ythdf1 fl/fl және үш Atoh1-Cre +/- Ythdf1 fl/fl эмбриондар, тиісінше. (Б) Қозғалтқыш колонналарына енетін комиссуралық аксондардың санын анықтау. Барлық деректер орташа ± S.E.M. және қорап пен сақалдың сюжеттері ретінде ұсынылған: Ythdf1 fl/fl (n = 15 бөлім) қарсы Atoh1-Cre +/- Ythdf1 fl/fl (n = 12 бөлім), **П = 0,0096 жұпталмаған Студенттердікі т сынақ. (C және D) Комиссарлық аксондарды ашық кітап препараттарымен диагностикалау. Тоқырауды (көрсеткі ұштары) және қиылысу алдындағы бұрылуды (көрсеткілерді) қоса, кесіп өту алдындағы аксонды бағыттау ақаулары байқалды. Ythdf1 cKO эмбриондары. E10.5–11 (C) және E11.5 (D) репрезентативті кескіндері көрсетілді. (E) Фенотиптердің сандық көрсеткіштері (C және D). Барлығы 31 DiI төрт инъекция Ythdf1 fl/fl эмбриондар және үшеуі бар 40 DiI инъекциясы Atoh1-Cre +/- Ythdf1 fl/fl эмбриондарға талдау жасалды. Фенотиптермен бақылаулардың пайызы есептелді. үшін жиынтық пайыз екенін ескеріңіз Atoh1-Cre +/- Ythdf1 fl/fl & gt100, себебі DiI инъекцияларының кейбірі тоқтап қалатын және алдын ала қиылысатын фенотиптермен табылған. Масштабты жолақтар, 50 мкм (A, C және D).

Ythdf1 cKO эмбриондары комиссуралық аксонды бағыттауда ақаулар көрсетеді. (A) Комиссарлық аксондарды қозғалтқыш бағандарына алдын ала кесіп өту Ythdf1 cKO эмбриондары. TAG1 E11.5 эмбриональды бөліктерінде комсорсальды аксондарды белгілейді және қозғалтқыш бағандарға (көрсеткі ұштарына) қате өңделген аксондар әлдеқайда көп. Ythdf1 cKO эмбриондары бақылаушы заттармен салыстырғанда. Өкілдік бейнелері үштен көрсетіледі Ythdf1 fl/fl және үш Atoh1-Cre +/- Ythdf1 fl/fl эмбриондар, тиісінше. (Б) Қозғалтқыш колонналарына енетін комиссуралық аксондардың санын анықтау. Барлық деректер орташа ± S.E.M. және қорап және сақал сызбалары ретінде ұсынылған: Ythdf1 fl/fl (n = 15 бөлім) қарсы Atoh1-Cre +/- Ythdf1 fl/fl (n = 12 бөлім), **П = 0,0096 жұпталмаған студент бойынша т сынақ. (C және D) Комиссарлық аксондарды ашық кітап препараттарымен диагностикалау. Ақсонды бағыттау ақаулары, соның ішінде тоқтап қалу (жебе ұштары) және алдын ала қиылысу (көрсеткілер) байқалды. Ythdf1 cKO эмбриондары. E10.5–11 (C) және E11.5 (D) репрезентативті кескіндері көрсетілді. (E) (С және D) фенотиптердің сандық көрсеткіштері. Барлығы 31 DiI төрт инъекция Ythdf1 fl/fl эмбриондар мен үш DiI 40 инъекция Atoh1-Cre +/- Ythdf1 fl/fl эмбриондарға талдау жасалды. Фенотиптері бар бақылаулардың пайызы есептелді. үшін жиынтық пайыз екенін ескеріңіз Atoh1-Cre +/- Ythdf1 fl/fl & gt100, себебі DiI инъекцияларының кейбірі тоқтап қалатын және алдын ала қиылысатын фенотиптермен табылған. Масштабты жолақтар, 50 мкм (A, C және D).

Бұл нәтижелер YTHDF1 физиологиялық реттеуге болатынын көрсетеді Робо3.1 эмбриональды жұлынға комиссуралық аксондарды аудару және тиісінше бақылау нұсқаулары.


Аксон тармақтарының орналасуын анықтау

Тармақтар тармақтардың қай жерде басталғанына байланысты нерв терминалдарында немесе аксональды біліктердің бойымен аралықта түзілуі мүмкін. Тармақталуға қатысатын жасушадан тыс факторлардың соңғы зерттеулерінен тармақталу орнын көрсететін бірнеше механизмдер пайда болды (5 -сурет).

Аксондық терминалдарда әрекет ететін мақсатты сигналдар

Аксональды бұтақтардың көпшілігі мақсатты аймақтардағы жүйке терминалдарында түзіледі, бұған ДРГ -дағы сенсорлық нейрондардың перифериялық және орталық аксондары мысал бола алады (3 суретті қараңыз). Бұл нейрондардың терминалды арборлары аксондар мақсатқа жеткеннен кейін дамиды, мысалы, терінің перифериялық ұлпасы немесе жұлынның орталық мотонейрондары. Аксонның қай жерде өсетінін көрсететін нұсқаулық сигналдар беретін бірнеше мақсатты факторлар табылды.

Осындай сигналдардың бірі-жүйке өсу факторы (NGF), перифериялық ұлпада сенсорлық аксондардың терминалды тармақталуын ынталандыру үшін теріден мақсатты сигнал ретінде әрекет ететін бірінші нейротрофиялық фактор (Глоссарий, 1-қорапты қараңыз). -Лавинье, 1995). Жасушаның тіршілік етуіндегі рөлін аксонның тармақталуынан екі рет жою Ngf және Bax тышқандарда жасушалардың бағдарламаланған өлімін болдырмау үшін құрылған (Пател және т.б., 2000). Бұл мутантта перифериялық проекциялар тері мақсаттарына жетеді, бірақ оларды иннервациялауға және арборизациялауға қабілетсіз. Бұл фенотип аксонның өсуіндегі NGF функциясын көрсетуі мүмкін болса да, диссоциацияланған зерттеулер Бакс -/ - нейротрофиялық факторлар болмаған кезде тірі қалатын, бірақ тармақталған морфологиясы дамымайтын мәдениеттегі нейрондар тармақтың ұзаруы мен арборизациясы NGF -ке және нейротрофин 3 (NT3, NTF3 деп те аталады) сияқты басқа нейротрофиялық факторларға тәуелді екенін көрсетеді (Lentz et al. ., 1999). Бұл түсінікті p75 (NGFR деп те аталады) төмен аффиналды рецепторлары жоқ тышқандардағы перифериялық тіндердің сенсорлық арборизациясының төмендеуімен расталады (Bentley and Lee, 2000).

Көру жүйесінде топографиялық-спецификалық аксональды тармақтардың дамуы. (A) Ретинотопиялық картаның түзілуі эфрин A/EphA градиенттерінің өзара әрекеттесуімен реттеледі. Тор қабықта (сары шеңбер) алынған кеңістіктік ақпаратты сақтау үшін ретинотопиялық картаны қалыптастыру үшін тордың ганглиондық жасушасы (RGC) аксондары кортикальды нысананың (күлгін сопақ) терминалдық аймағына (TZ, көк шеңбер) топографиялық түрде шығады. . Сүтқоректілерде нысана - жоғарғы колликул (СК), ал ішінде Ксенопус, балапан мен зебра балық - бұл оптикалық тектум (ОТ). Ретинотопиялық карта мақсатты құрылымда көрінетін Эфрин А мен өсіп келе жатқан RGC аксондарында көрсетілген EphA рецепторларының өзара әрекеттесуі арқылы пайда болады. Сол жақ градиенттерде көрсетілгендей, EphAs торлы қабықтағы мұрын-уақытша (N-T) градиентінің жоғарылауында, ал эфрин А лигандалары қыртысты мақсатта жоғарылаған алдыңғы-артқы (A-P) градиентінде көрінеді. Басқа сигналдық градиенттер, соның ішінде эфрин A/EphA кері сигналы (оң жақта), сонымен қатар эфрин В/ЕфБ (жоғарғы және төменгі), сонымен қатар осында RGC аксонының тармақталуына үлес қосады. (Б) RGC терминалды арборының дамуы балапандар мен тышқандар эмбриондарының бірнеше сатылары арқылы жүреді. (а) RGC аксондары бастапқыда дұрыс TZ-тен асып түседі және аксонның A-P осінің бойында интерстициалды тармақтар пайда болады. (б) Филиалдың қалыптасуы дұрыс топографиялық-спецификалық TZ кезінде жоғарылайды, бұл процесс қарама-қарсы эфрин A/EphA градиенттерімен және мидың нейротрофикалық факторының (BDNF) жаһандық көрінісімен реттеледі. (в) Шамадан тыс аксондар дұрыс TZ-ге шегінеді, ал бұтақтар TZ-ге бағытталады, мүмкін торлы доральды-вентральды (DV) осіндегі EphB градиенті арқылы және латеральды-медиальды (LM) осіндегі эфрин В градиенті арқылы. мақсат (d) Әрекетке тәуелді процесс дұрыс орналастырылған бұтақтарды сақтай отырып, дұрыс TZ-ден тыс тармақтарды жояды. Фигуралар рұқсатпен өзгертіледі (McLaughlin and O'Leary, 2005).

Көру жүйесінде топографиялық-спецификалық аксональды тармақтардың дамуы. (A) Ретинотопиялық картаның түзілуі эфрин A/EphA градиенттерінің өзара әрекеттесуімен реттеледі. Тор қабықта (сары шеңбер) алынған кеңістіктік ақпаратты сақтау үшін ретинотопиялық картаны қалыптастыру үшін тордың ганглиондық жасушасы (RGC) аксондары кортикальды нысананың (күлгін сопақ) терминалдық аймағына (TZ, көк шеңбер) топографиялық түрде шығады. . Сүтқоректілерде нысана жоғарғы колликула (SC), ал оларда Ксенопус, балапан мен зебра балық - бұл оптикалық тектум (ОТ). Ретинотопиялық карта мақсатты құрылымда көрсетілген эфрин А мен өсіп келе жатқан RGC аксондарында көрінетін EphA рецепторларының кері әсерлесуі арқылы қалыптасады. Сол жақ градиенттерде көрсетілгендей, EphAs торлы қабықтағы мұрын-уақытша (N-T) градиентінің жоғарылауында, ал эфрин А лигандалары қыртысты мақсатта жоғарылаған алдыңғы-артқы (A-P) градиентінде көрінеді. Басқа сигналдық градиенттер, соның ішінде эфрин A/EphA кері сигналы (оң жақта), сонымен қатар эфрин В/ЕфБ (жоғарғы және төменгі), сонымен қатар осында RGC аксонының тармақталуына үлес қосады. (Б) RGC терминалды арборының дамуы балапандар мен тышқандар эмбриондарының бірнеше сатылары арқылы жүреді. (а) RGC аксондары бастапқыда дұрыс TZ-ден асып түседі және аксонның A-P осі бойымен интерстициалды тармақтар пайда болады. (б) Филиалдың қалыптасуы дұрыс топографиялық-спецификалық TZ кезінде жоғарылайды, бұл процесс қарама-қарсы эфрин A/EphA градиенттерімен және мидың нейротрофикалық факторының (BDNF) жаһандық көрінісімен реттеледі. (в) Шамадан тыс аксондар дұрыс TZ-ге шегінеді, ал бұтақтар TZ-ге бағытталады, мүмкін торлы доральды-вентральды (DV) осіндегі EphB градиенті арқылы және латеральды-медиальды (LM) осіндегі эфрин В градиенті арқылы. мақсат (d) Әрекетке тәуелді процесс содан кейін дұрыс орналасқан бұтақтарды сақтай отырып, дұрыс TZ тыс тармақтарды жояды. Фигуралар рұқсатпен өзгертіледі (McLaughlin and O'Leary, 2005).

Симпатикалық ганглионның нейрондарында аксонның тармақталуындағы NGF рөлі де көрсетілген (Глоссарий, 1-қорапты қараңыз). Оның жойылуы А. Бакс Тінтуірдің нөлдік фоны аксональды тармақталудың жеткіліксіздігі салдарынан әртүрлі симпатикалық нысандардың иннервациясының төмендеуіне әкеледі (Глебова және Гинти, 2004). Бұл фенотиптердің көпшілігі мақсатқа тәуелді және барлық симпатикалық нысандардың иннервациясының төмендеу дәрежесі бірдей емес, бұл басқа аксон тармақталу факторларының болуын көрсетеді. Жақында жүргізілген зерттеу WNT5A NGF индукцияланған тармақталуға делдал болу үшін жақсы үміткер болуы мүмкін екенін көрсетеді (Bodmer және т.б., 2009).

Wnt отбасының басқа ақуызы, WNT3, тінтуірдің жұлынындағы проприоцептивтік сенсорлық нейрондардың орталық терминалдық тармақталуын реттеуге қатысты (Крылова және т.б., 2002). Бұл терминалдар вентральды жұлында мотонейрондармен синапс жасайды Wnt3 көрсетілген (Крылова және т.б., 2002). WNT3 шартты ортасы немесе жұлынның вентральды экспланттары жанында диссоциацияланған эмбриональды тінтуірдің DRG нейрондарының өсуі екінші және жоғары деңгейлі тармақтардың санын көбейтеді, бұл WNT3-тің мақсатты сигнал ретінде потенциалды рөлін көрсетеді. терминалды арборизация.

Сонымен қатар, мақсатты ұлпадағы факторлар бифуркацияның орналасуын да реттей алады (5А -сурет). Жоғарыда талқыланғандай, CNP сенсорлық аксондар бастапқыда DREZ -ке жеткен кезде тышқанның жұлын жұлынында көрінеді (Шмидт және басқалар, 2009 Жао және Ма, 2009), осылайша осы аралық мақсатта жергілікті сигнал береді. сенсорлық аксондардың бифуркациясының орналасуы (4 -сурет). Бір қызығы, бұл жерде жетілген DRG аксондық терминалдарында табылған толқынды арборлардың орнына тек екі бұтақ пайда болады, бұл CNP басқа мақсатты белгілерге басқаша әсер етуі мүмкін екенін немесе бұтақтардың санын шектеу үшін басқа факторлардың бар екенін көрсетеді.

Аксон бойындағы жергілікті индукция

Жергілікті тіндердің факторлары аксон бойында бұтақтың пайда болуына ықпал ететін нұсқаулық бере алады (5В -сурет). Бұл бірінші рет егеуқұйрық қыртысының бесінші қабатынан олардың субкортикальды нысанасына коллатеральды тармақтарды қалыптастыру арқылы проекциялайтын аксондарды зерттеу арқылы көрсетілді (О'Лири және Терашима, 1988). Мақсатты тіндер тармақтардың пайда болуына ықпал ететін тартымды диффузиялық факторды бөлетін сияқты (Хеффнер және басқалар, 1990 Сато және басқалар, 1994).

Жергілікті индукцияланған тармақталудың тағы бір мысалы - өсу және кему проекцияларынан өсетін сенсорлық коллатералдардың дамуы (3В-суретті қараңыз). Жұлынның ерте дамуы кезінде бұл бұтақтар сенсорлық афференттер бифуркаттан кейін бірден түзілмейді (Mirnics and Koerber, 1995b Ozaki and Snider, 1997), оның орнына коллатералдың өсуіне 2 күндік кешігу болады. In vitro зерттеулер омыртқада осы кепілдіктердің түзілуін тікелей ынталандыру үшін реттелетін факторлар бар екенін көрсетеді (Ванг және басқалар, 1999).

Жұлынның сенсорлық аксон тармақталуын дамыту. Омыртқалы жануарлардың дамушы жұлынының көлденең қималары доральды түбірлік ганглионның (DRG) сенсорлы аксондарының үш тармақталған түрін көрсетеді (Дэвис және т.б., 1989 Менделсон және басқалар, 1992 Mirnics және Koerber, 1995a Mirnics және Koerber, 1995b Ozaki және Snider, 1997 ж. Рамон и Каджал, 1904 ж.). (A) ДРГ жұлынның қапталында және бастапқыда екі аксонды тудыратын сезімтал нейрондардың жасушалық денелерін (қызыл шеңберді) қамтиды. Бір аксон (перифериялық аксон) теріге немесе бұлшықетке шығады, ал екінші аксон (орталық аксон) орталықтан жұлынға шығады. (Б) Кейінірек дамуда бұл екі аксон біріктіріліп (жұлдызша) бір аксон түзеді және жалған бірполярлы морфологияны құрады (Рамон у Кажал, 1904). Перифериялық аксондар мақсатты түрде арифериялық арборларды құрады, ал орталық аксондар жұлынның доральды түбірлік кіру аймағына (DREZ жасыл жолағы) жеткенде екіге бөлінеді және алдыңғы-артқы бойымен қарама-қарсы бағытта созыла береді. ось. Бұл бифуркацияның екі функционалды мәні бар: ол сенсорлық ақпаратты жұлынның немесе ми сабағының жоғары реттік нейрондарына оның көтерілген проекциялары арқылы (алдыңғы өсу) және көтерілу мен түсу (алдыңғы және алдыңғы өсу) арқылы беруге мүмкіндік береді. артқы жағынан) аксондар жұлынның сұр затына енетін интерстициальды коллатеральды бұтақтарды шығарады.Тері және моторлы афференттердің коллатеральдары жұлынның дорсальды-вентральды (D-V) осінде әртүрлі пластиналармен аяқталады және моносинапстық немесе полисинапстық рефлекторлық тізбектерді құрайды. Бұл коллатеральдардың терминалдары да бұлшық ет афференттері үшін көрсетілгендей ағаштанады.

Жұлынның сенсорлық аксон тармақталуын дамыту. Омыртқалы жануарлардың дамушы жұлынының көлденең қималары доральды түбірлік ганглионның (DRG) сенсорлы аксондарының үш тармақталған түрін көрсетеді (Дэвис және т.б., 1989 Менделсон және басқалар, 1992 Mirnics және Koerber, 1995a Mirnics және Koerber, 1995b Ozaki және Snider, 1997 ж. Рамон и Каджал, 1904 ж.). (A) ДРГ жұлынның қапталында және бастапқыда екі аксонды тудыратын сезімтал нейрондардың жасушалық денелерін (қызыл шеңберді) қамтиды. Бір аксон (перифериялық аксон) теріге немесе бұлшықетке шығады, ал екінші аксон (орталық аксон) орталықтан жұлынға шығады. (Б) Кейінірек дамуда бұл екі аксон біріктіріліп (жұлдызша) бір аксон түзеді және жалған бірполярлы морфологияны құрады (Рамон у Кажал, 1904). Перифериялық аксондар мақсатты түрде арифериялық арборларды құрады, ал орталық аксондар жұлынның доральды түбірлік кіру аймағына (DREZ жасыл жолағы) жеткенде екіге бөлінеді және алдыңғы-артқы бойымен қарама-қарсы бағытта созыла береді. ось. Бұл бифуркацияның екі функционалды мәні бар: ол сенсорлық ақпаратты жұлынның немесе ми сабағының жоғары реттік нейрондарына оның көтерілген проекциялары арқылы (алдыңғы өсу) және көтерілу мен түсу (алдыңғы және алдыңғы өсу) арқылы беруге мүмкіндік береді. артқы жағынан) аксондар жұлынның сұр затына енетін интерстициальды коллатеральды бұтақтарды шығарады. Тері және қозғалтқыш афференттерінің кепілдіктері жұлынның дорсальды-вентральды (D-V) осінің әр түрлі қабатында аяқталады және моносинаптикалық немесе полисинаптикалық рефлекторлық тізбектерді құрайды. Бұл кепілдік терминалдары бұлшықеттер афференттері үшін мұнда көрсетілгендей арборизациялайды.

In vitro зерттеулерінің нәтижелері көрсеткендей, бірнеше жасушадан тыс молекулалар аксон бойында тармақталуды ынталандыру үшін жергілікті белгілер ретінде әрекет ете алады. Бір мысал - бұл жабық моншақтарда жергілікті түрде ұсынылған кезде, DRG нейрондарының мәдени балапандарының аксондарынан кепілдік өнуін бастайтын NGF (Gallo and Letourneau, 1998). Ұқсас жауап 2-фибробласт өсу факторына (FGF2) эмбриональды хомяк пирамидалық нейрон аксондарында байқалды, бірақ бұл жағдайда фактор өсу конусына жақын әрекет етеді (Глоссарий, 1-қорапты қараңыз) (Szebenyi et al., 2001) .

Нетрин 1 бағыттаушы молекуласы тамшуыр ұшымен жергілікті қолданылғанда, хомяктың кортикальды аксондарының таралуын қалыптастыруды ынталандыруы мүмкін (Dent et al., 2004). Филоподиальды шығулар тамшуырдың ұшына жақын жерде осы аксондардың тегіс сегменттерінде басталды, содан кейін ұшына қарай филоподиальды кеңейту. Нетрин 1-нің тармақталуға әсері кальций сигналы арқылы жүзеге асуы мүмкін, өйткені нетрин 1 өңдеу аксондағы кеңістікте шектелген кальций өтпелі процестерін индукциялайды, олар жаңа тармақтардың пайда болуымен кеңістік-уақытша сәйкес келеді (Танг және Калил, 2005). Сонымен қатар, нетрин 1 -дің жергілікті қолданылуы жергілікті Ca 2+ транзиторын тудырады, ол ынталандырылған тармақтың өсуімен жүреді (Хатчиндер мен Калил, 2008).

Ақырында, бөлінетін ақуыз аносмині (KAL1 деп те аталады) сүтқоректілердің иіс сезу шамындағы проекциялық нейрондардан жергілікті кепілдік тармақтарының пайда болуына ықпал етуі мүмкін. Аносмин анальмиямен байланысты және иіс шығару жолдарының болмауымен байланысты адам ауруы Каллман синдромында ақаулы. Мәдениетте аносмин егеуқұйрық иісті нейрондарында бұтақ түзілуін ынталандыратыны көрсетілген (Soussi-Yanicostas et al., 2002).

Жергілікті тежелу жаһандық жарнамамен бірге

Аксонның жекелеген аймақтарында тармақталуды шектейтін басқа механизм балапандар мен кеміргіштердің СК ретинотопиялық картасын (Глоссарийді, 1 -қорапты қараңыз) зерттеу бойынша жүргізілген зерттеулерден ұсынылған (2 -суретті қараңыз), бұл жерде аксон бойында интерстициалды бұтақтар пайда болады. сәйкес терминал аймағы (Луо мен Фланаган, 2007 Маклафлин мен О'Лири, 2005). Балапандардың RGC аксондарын зерттеу картаны құруға пайдаланылатын бірдей эфрин/эф градиенттері топографиялық спецификалық арборларды құруға қатыса алатынын көрсетті (Yates et al., 2001). Культурада тордың уақытша жағынан алынған балапан RGC аксондары алдыңғы тектумадан, олардың сәйкес терминалдық аймағынан алынған мембраналық жолақтарда тармақтарды қалыптастыруға ерекше артықшылық көрсетеді, ал мұрын RGC аксондары артықшылық бермейді. Мембраналық жолақтардағы эфрин А лигандтарын секвестрлеу үшін культураға еритін EPHA3 рецепторларының қосылуы бұл біржақты бұтақ түзілуін толықтай жояды, бұл эфрин А-делдалды тежелудің жергілікті таралуды шектеуі мүмкін екендігін көрсетеді. Бұл түсінік эфрин A2, эфрин A5 немесе екеуі де жетіспейтін тышқандардың артқы СК-де эктопиялық терминалдық аймақтарды in vivo бақылауымен сәйкес келеді (Feldheim және басқалар, 2000).

Дегенмен, бұл эфрин A/EphA механизмі мұрынның RGC аксондары арқылы артқы спецификалық тармақталуды қалыптастыру үшін жеткіліксіз. Тышқандардағы жақында жүргізілген зерттеу бұл құбылысты реттеу үшін мақсатты құрылымда EPHA7 қосымша градиенті бар екенін көрсетеді (Рашид және басқалар, 2005). Epha7 колликулярлық алдыңғы-артқы (A-P) осі бойындағы төмендеу градиентінде көрінеді, ал эфрин А мұрынның RGC аксондарында уақытша аксондарға қарағанда жоғарырақ көрінеді, бұл ретинальды мұрын-уақытша осі бойымен төмендеу градиентін құрайды (2А-сурет). Жоғалту Epha7 тышқандарда қалыпты артқы терминал аймағынан басқа, СК-ның алдыңғы бөлігінде тығыз тармақталған эктопиялық терминал аймағының пайда болуына әкеледі (Rashid et al., 2005). Осылайша, уақытша RGC аксонының тармақталуын шектеуде қолданылатын эфрин A алға сигнализациясынан айырмашылығы (Глоссарий, 1 -қорапты қараңыз), эфрин A кері сигналы (Глоссарийді қараңыз, 1 -қорап) мұрындық RGC аксонды тармақталудың теріс реттеушісі ретінде қызмет етеді. Осылайша, RGC аксонының тармақталуының жалпы ерекшелігі - тежелудің топографиялық-спецификалық тармақтарды генерациялаудың негізгі механизмін қамтамасыз етуі.

Сенсорлы аксон бифуркациясының суреті. Тышқан жұлынының доральды түбірлік кіру аймағындағы (DREZ) сенсорлық аксон бифуркациясының схемасы. (A) Жабайы типті тінтуір эмбрионында жұлын тамырының ганглионының (ДРГ) орталық аксоны (қызыл) жұлынның DREZ (жасыл жолақ) бөлігінде екіге бөлінеді. Пайда болған екі тармақ (көк) негізгі аксонға перпендикуляр (қызыл) алдыңғы-артқы (A-P) осі бойымен қарама-қарсы бағытта созылады. (Б) Тышқан мутанттарындағы бифуркация ақауларының қысқаша мазмұны. С-типті натриуретикалық пептид (CNP, сондай-ақ NPPC деп те белгілі) сигналы жоқ тышқандарға мыналар жатады: өздігінен Nppc мутант [фунт (ұзақ сүйек аномалиясы)] мақсатты Nppc Спонтанды натриуретикалық пептидті рецептор 2 (Npr2) мутантты және cGMP-тәуелді протеинкиназа GI мақсатты жойылуы (Prkg1) (Schmidt et al., 2009 Schmidt et al., 2007 Zhao and Ma, 2009 Zhao et al., 2009). Бұл мутанттарда DRG аксондары DREZ-де бифуркацияланбайды, нәтижесінде екінші тармақ жоғалады. SLIT сигнализациясы бұзылған мутанттарда, мысалы Slit1Slit2 немесе Robo1Robo2 қос мутант, DRG аксондары әлі де бифуркацияланады, бірақ бір қыз бұтақтары адасып, жұлынға енеді (Ma және Tessier-Lavigne, 2007). (C) Жұлынның сенсорлы аксондық бифуркациясына қажетті дәйекті қадамдарды сипаттайтын итермемен байланысқан кепілдік қалыптастыру моделі. Бастапқы сенсорлық аксон (қызыл) алдымен DREZ-ге (жасыл жолақ) жеткеннен кейін ол DREZ жанында орналасқан SLIT ақуыздарымен кездеседі. Бұл белгілер аксонды тоқтатады және оны DREZ AP жолына кездейсоқ бұрылыс жасауға бағыттайды. Бұрылғаннан кейін бірден аксон CNP -ден нұсқаулық сигнал алады және бұрылыс орнынан кепіл ретінде өсетін және биохимиялық жағынан басқа тармақтан ерекшеленетін (қызыл) жаңа бұтақ (көк) жасайды.

Сенсорлы аксон бифуркациясының суреті. Тышқан жұлынының доральды түбірлік кіру аймағындағы (DREZ) сенсорлық аксон бифуркациясының схемасы. (A) Жабайы типті тінтуір эмбрионында жұлын тамырының ганглионының (ДРГ) орталық аксоны (қызыл) жұлынның DREZ (жасыл жолақ) бөлігінде екіге бөлінеді. Алынған екі бұтақ (көк) алдыңғы-артқы (A-P) осінің бойымен қарама-қарсы бағытта созылады, бастапқы аксонға (қызыл) перпендикуляр. (Б) Тышқан мутанттарының бифуркациялық ақауларының қысқаша мазмұны. С типті натриуретикалық пептид (CNP NPPC деп те аталады) белгісі жоқ тышқандарға мыналар жатады: өздігінен Nppc мутант [lbab (ұзын сүйектің аномалиясы)] мақсатты Nppc Спонтанды натриуретикалық пептидті рецептор 2 (Npr2) мутантты және cGMP-тәуелді протеинкиназа GI мақсатты жойылуы (Prkg1) (Шмидт және басқалар, 2009 Шмидт және басқалар, 2007 Чжао мен Ма, 2009 Чжао және басқалар, 2009). Бұл мутанттарда DRG аксондары DREZ -де бифуркацияланбайды, нәтижесінде екінші тармақ жоғалады. SLIT сигнализациясы бұзылған мутанттарда, мысалы Бөлік1Бөлік2 немесе Robo1Robo2 қос мутанттар, DRG аксондары әлі де екіге бөлінеді, бірақ бір енші тармағы дұрыс емес және жұлынға енеді (Ма және Тессиер-Лавин, 2007). (C) Жұлынның сенсорлы аксондық бифуркациясына қажетті дәйекті қадамдарды сипаттайтын итермемен байланысқан кепілдік қалыптастыру моделі. Бастапқы сенсорлық аксон (қызыл) алдымен DREZ-ге (жасыл жолақ) жеткеннен кейін ол DREZ жанында орналасқан SLIT ақуыздарымен кездеседі. Бұл белгілер аксонды тоқтатады және оны DREZ A-P жолына кездейсоқ бұрылуға бағыттайды. Бұрылғаннан кейін бірден аксон CNP -ден нұсқаулық сигнал алады және бұрылыс орнынан кепіл ретінде өсетін және биохимиялық жағынан басқа тармақтан ерекшеленетін (қызыл) жаңа бұтақ (көк) жасайды.

Мұндай механизм тышқанның гиппокампалы түзілуіндегі тісті гирус түйіршік жасушаларының топографиялық аксональды арборизациясына да қатысты болуы мүмкін (Галимберти және т.б., 2010). «Мүк талшықтары» деп аталатын дентатты гирус түйіршікті жасушаларының аксондары гиппокампаның CA3 аймағына таралады, онда олар CA3 -тегі түйіршікті жасушалық соманың орналасуына негізделген бір немесе бірнеше терминалды арборизацияны құрайды. Тіс тәрізді гирус EPHA4 рецепторының экспрессиялық градиентін көрсетеді, бұл оның мүк талшықты терминал арборизацияларының топографиялық сипаттамасына қатыса алатынын көрсетеді. Шынында да, тінтуірдің гиппокампалық тілімдерінде EPHA4 сигнализациясын бұзу топографиялық ерекшелікті жоюдан басқа, мүк тәрізді талшықты терминал арборизациясының санын көбейтеді (Galimberti et al., 2010).

Алайда бұтақтардың пайда болуын тежеу ​​тек бұтақтар пайда болған жерде ғана шектеледі, бірақ бұтақтардың түпкілікті пайда болуына кепілдік бермейді. Мүмкін, аксондар бұтақтар жасауға қабілетті болуы мүмкін, бұл мәдениетте балапан RGC -терінің тармақталуынан көрінеді (Yates et al., 2001). Сонымен қатар, зерттеулер Ксенопус Оптикалық тектум мидың нейротрофикалық факторы (BDNF) арқылы қамтамасыз етілген тармақты ынталандыратын сигнал Эфрин A/EphA-делдалдық тармақтың шектелуін толықтыра алатынын анықтады (Cohen-Cory and Fraser, 1994 Cohen-Cory and Fraser, 1995). BDNF біркелкі тектумда, ал оның жоғары аффиналды рецепторы TrkB сетчаткада біркелкі көрінеді (Коэн-Кори мен Фрейзер, 1994). Тектумға BDNF инъекциясы RGC терминалы арборларының тармақталуы мен күрделілігін арттырады, ал BDNF-ге арнайы бейтараптандыратын антиденелерді енгізу аксон арборизациясы мен күрделілігін төмендетеді (Коэн-Кори мен Фрейзер, 1995). Сонымен қатар, жақында балапан нейрондарының in vitro зерттеулері бұл тармақты дамытатын белсенділік жасуша бетіндегі TrkB мен эфрин А арасындағы өзара әрекеттесу арқылы жүзеге асатынын болжайды (Марлер және басқалар, 2008). TrkB эфрин A5-пен цистеинге бай домен арқылы әрекеттеседі және бұл доменнің балапан RGC-де шамадан тыс экспрессиясы BDNF-индукцияланған тармақ түзілуіне басым-теріс әсер етеді. Сол сияқты, RGC мәдениетіне еритін EPHA7 қосу EPHA7-мен қапталған мембраналық жолақтар сияқты бұл белсенділікті тежейді (Марлер және басқалар, 2008). Бұл эксперименттер RGC аксонының тармақталуын бақылау үшін BDNF сияқты жаһандық филиалды ілгерілететін сигнал эфрин/Эфф градиенттерімен үйлестіретінін көрсетеді. Осылайша, жаһандық тармақты ілгерілетуді күрделі тармақты шектеуші жүйемен біріктіру дамып келе жатқан жүйке жүйесіндегі белгілі бір орынға тармақталуды шектеудің жалпы молекулалық механизмін қамтамасыз етеді (5С-сурет).


Маңыздылығы

Аксон терминалы - бұл синапс арқылы сигналдарды өткізетін нейротрансмиттерлерді шығаратын аксон бөлігі. Мысалы, жүйке-бұлшықет түйінінде аксон терминалы жүйке импульстарын нейроннан мақсатты жасушаға жіберу үшін нейротрансмиттерлерді шығарады, бұл басқа нейрон, бұлшықет жасушасы немесе без жасушасы болуы мүмкін. Мысалы, ацетилхолин бұлшықет жасушасын ынталандыру үшін нейрон шығаратын нейротрансмиттер болып табылады. Егер аксон терминалы ацетилхолинді шығара алмаса, онда мақсатты бұлшықетті белсендіретін химиялық зат болмайды. Осылайша, бұл параличке әкелуі мүмкін. Ацетилхолиннен басқа, аксон терминалы синапс арқылы өтетін басқа да негізгі нейротрансмиттерлер - бұл допамин, норэпинефрин, эпинефрин, серотонин, окситоцин, соматостатин және т. Нейроннан босатылуын қамтамасыз ететін аксон терминалы болмаса, ацетилхолинге ұқсас бұл химиялық заттар өздерінің шешуші рөлін атқара алмайды. Осылайша, жасушалар арасындағы байланыс дисфункционалды аксон терминалымен кедергі болады. Сонымен қатар, егер аксондық функционалды терминал болмаса, синаптикалық саңылаудан пресинаптикалық нейронға дейін қолданылмаған нейротрансмиттерлерді қайта алу әсер етеді.


Қорытынды

Архитектоникалық тип принципі ми аймақтарының арасындағы құрылымдық байланыстарды кортико-кортикальды байланыстарды ұйымдастырудың сүтқоректілердің жалпы принципін қамтамасыз ететін олардың салыстырмалы архитектоникалық дифференциациясы тұрғысынан тұжырымдайды [2–4]. Кортикальды архитектура мен қосылыс ерекшеліктері арасындағы эмпирикалық түрде бақыланатын қарым-қатынастың қалай пайда болатыны даму зерттеулерімен әлі анықталмаған, бірақ ол нейрогенез кезіндегі кеңістіктік-уақыттық өзара әрекеттесу нәтижесінде пайда болады [1,2,7,15]. Байланыстардың болуына қатысты бұл механикалық түсініктеме симуляциялық эксперименттердің нәтижелерімен расталады [22,23]. Мұнда біз кеңейтілді кремнийде ламинарлық бөлімдерді қамтитын дамып келе жатқан кортикальды парақтың моделі және проекцияның ламинарлық үлгілерін қалыптастыратын факторлар. Біздің нәтижелер көрсеткендей, ламинарлық үлгілердің пайда болуына нейрогенез кезінде кеңістіктік-уақыттық әсер ету әсер етеді, алайда нейрондардың пайда болу ерекшеліктері ламинарлық үлгілердің айрықша детерминанты болып табылмайды. Архитектоникалық дифференциация градиенті бойынша жасушалық-ішкі қасиетін өзгерте алатын нейрондық сәйкестіктің қосымша сипаттамасы бізге мүмкіндік берді. кремнийде проекциялық бастаулардың шынайы ламинарлы үлгілерін жасау үшін модель. Бұл болашақ зерттеулер нейрондық сәйкестіктің даму жолымен анықталуының күрделілігін қарастырып, архитектуралық тип принципінің механикалық негізін анықтау үшін және сол арқылы сүтқоректілер қыртысының байланысы қалай ұйымдастырылатыны туралы түсінігімізді жетілдіру керек екенін көрсетеді.


Өсу конусында жергілікті L1/NgCAM қайта өңдеу және сигнал беру

Адгезия мен бағыттаушы рецепторлардың орналасуы, деңгейі мен тұру уақыты олардың функционалдық белсенділігіне 46 әсер етеді, демек аксонның бағыттауы мен өсуіне. Нейрондарда адам саудасының көптеген оқиғалары конституциялық емес, бірақ жасушадан тыс сигналдармен немесе электрлік белсенділікпен реттеледі. Бағыттаушы рецепторлардың синтезі мен эндоцитозын реттеу өсу конустарындағы бағыттаушы рецепторлардың деңгейлерін жергілікті бақылау үшін маңызды болуы мүмкін. Бұл жергілікті механизмдер жоғарыда сипатталғандай аксонға бағытталған ұзақ мерзімді трафик оқиғаларынан басқа жұмыс істейді. Аксональды өсу конустарында L1/NgCAM үшін экзоцитоздың, эндоцитоздың және байланыстырудың жергілікті реттелуінің пайда болуы көрсетілген, бірақ біз тек молекулалық жолдарды ашудың басында тұрмыз, ол арқылы бағыттаушы рецепторлар арқылы сигнал беру және басқа жолдар арқылы кірістіру, диффузия және жергілікті бағыттаушы рецепторларды жою 1.

L1/NgCAM әсер ететін аксонның өсуі, кем дегенде, мәдениетте, өсу конусындағы эндоцитозға байланысты, бұл митогенмен активтендірілген ақуыз киназының (MAPK) жолының, PI3-киназаның және Rac-тың өсу конусында қайта орналасуы үшін Rac активациясына әкеледі. , 48. L1/NgCAM интернализациясы көші-қон конустарының орталық доменінде басым болады, содан кейін L1/NgCAM бар везикулалардың антероградты тасымалы және 48, 49 алдыңғы жиегінің жанында қайта өңдеу. L1/NgCAM-тың нейрондық формасы AP2 байланыстырады, болжам бойынша L1/NgCAM-дың клатринмен байланысты эндоцитозына делдал болады. Nishimura 50 жүргізген зерттеу Numb мономерлі адаптері өсу конустарының орталық аймағында L1/NgCAM-мен колокализацияланатынын және мидан L1/NgCAM және AP2-мен бірге иммунопреципитацияланатынын көрсетті. Аксонның өсуін реттеу үшін маңызды болып табылатын CRMP-2 L1/NgCAM және L1/NgCAM арқылы аксональды өсуді реттейді. Бұл нәтижелер L1/NgCAM аксональды өсу конустарында жергілікті түрде белгілі бір эндоцитикалық жолды қолдануы мүмкін екенін көрсетеді. Бір қызығы, CRMP-2 L1/NgCAM-мен бірге иммунопреципитацияланбайды, бұл CRMP-2 Numb-AP2-мен әрекеттеседі, бірақ Numb-AP2-L1/NgCAM кешенімен емес. Бұл тұжырым Numb-тен CRMP-2 диссоциациясы өсу конусының алға жылжуы 50 үшін жергілікті L1/NgCAM интернационализациясын реттеудің негізгі қадамы бола ма деген сұрақты тудырады.

Рецепторды бетінен алып тастау эндоцитоздың жалғыз салдары емес, керісінше, эндоцитоздың төменгі жағында сигналдық каскадтар белсендіріледі. Адгезиялық рецепторлар сигнал беретін эндосомалар туралы аз біледі, бірақ сигнал берудің нәтижелері алынған эндоцитикалық жолға (клатринге тәуелді немесе тәуелді емес) және кейінгі посткоцитикалық трафикке (эндосоманы қайта өңдеу, кеш эндосома және т.б.) байланысты маңызды жолдармен ерекшеленуі мүмкін. ) (мысалы, 52, 53 қараңыз). L1/NgCAM көмегімен аксон өсуі үшін in vitro, эндоцитоздан кейін L1/NgCAM дұрыс сұрыптау және қайта өңдеу өте маңызды. Өсу конустарында L1/NgCAM қайта өңдеуі эндоцитозданған L1/NgCAM қайта өңделетін эндосомаларға сұрыпталуын қамтамасыз ету үшін фосфорлану арқылы реттеледі, бірақ лизосомалар/кеш эндосомаларға емес.Казеин-киназа II тежелуі немесе серин 1181 мутациясы анықталмаған трансферрин-теріс эндосомаларға эндоцитозды L1/NgCAM қате локализациясын тудырады және L1/NgCAM субстратында аксон өсуінің ақауына әкеледі, бірақ басқа субстраттарда емес 54 . Сонымен қатар, эндосомаларда болу уақытын реттеуге болады және сигналдық нәтижелерге үлкен әсер етеді 55. Бұл құбылыстар эндоцитоздың төменгі ағымында өздігінен сондықтан болашақта зерттеудің маңызды тақырыптары болады.


«Эстер Стоеккли» атты авторлардың жарияланымдары

Цюрих университетінің молекулалық өмір ғылымдары және нейрология орталығы бөлімі, Цюрих университеті, Winterthurerstrasse 190, 8057 Цюрих, Швейцария.

Толық мәтінді PDF жүктеп алыңыз

Эндогликан жасуша адгезиясын модуляциялау арқылы аксонды басқаруда рөл атқарады.

Авторлары:

Elife 2021 наурыз 210. Epub 2021 2 наурыз.

Цюрих, Цюрих университеті, Цюрих, молекулалық өмір туралы ғылымдар және нейрология орталығы кафедрасы, Цюрих, Швейцария.

Толық мәтінді PDF жүктеп алыңыз

Жұлынның ортаңғы сызығындағы аксондық нұсқаулық-тірі бейнелеу перспективасы.

Авторлары:

J Comp Neurol 2021 шілде 22529 (10): 2517-2538. Epub 2021, 22 қаңтар.

Цюрих университеті, Цюрих университетінің молекулалық өмір туралы бөлімі.

Толық мәтінді PDF жүктеп алыңыз

Тауық миының дамуындағы генді өшіру.

Авторлары:

Mol Biol әдістері 2020 2047: 439-456

Цюрих неврология орталығы, Цюрих университеті, Молекулалық өмір туралы ғылымдар институты, Цюрих, Швейцария.

Толық мәтінді PDF жүктеп алыңыз

MesoSPIM бастамасы: тазартылған тіндерді бейнелеуге арналған ашық парақты ашық микроскоптар.

Авторлары:

Nat әдістері 2019 11 1616 (11): 1105-1108. Epub 2019, 16 қыркүйек.

Миды зерттеу институты, Цюрих университеті, Цюрих, Швейцария.

Толық мәтінді PDF жүктеп алыңыз

Үй құстарының үй жануарларындағы ерекшеліктерінің морфологиялық әртүрлілігі: дисперсиялық талдау мен эмбриональды дамудың түсінігі.

Авторлары:

Dev Dyn 2019 11 13248 (11): 1044-1058. Epub 2019, 13 қыркүйек.

Paläontologisches Institut und Museum, Цюрих университеті, Цюрих, Швейцария.

Толық мәтінді PDF форматында жүктеңіз

Шыбынға, балапанға және тышқанға аксональды бағыттаудан кейінгі және кейінгі коммерциялық синтаксин-1 үшін сақталған рөл.

Авторлары:

PLoS Genet 2018 06 1814 (6): e1007432. Epub 2018 18 маусым.

Барселона университетінің биология факультеті мен нейрология институтының жасушалық биология, физиология және иммунология бөлімі, Барселона, Испания.

Толық мәтінді PDF форматында жүктеңіз

Аксон нұсқаулығын түсіну: біз әлі жақындамыз ба?

Авторлары:

Даму 2018 05 14145 (10). Epub 2018 14 мамыр.

Цюрих университеті, Молекулалық өмір туралы ғылымдар институты, Нюробиология орталығы Цюрих, Winterthurerstrasse 190, 8057 Цюрих, Швейцария

Толық мәтінді PDF жүктеп алыңыз

Клиникалық және эксперименттік дәлелдер KIF7 және C5orf42-мен байланысты цилиопатиялар арасындағы Sonic Hedgehog сигнализациясы арқылы байланысты көрсетеді.

Авторлары:

Eur J Hum Genet 2018 02 1026 (2): 197-209. Epub 2018 10 қаңтар.

Медициналық генетика институты, Цюрих университеті, Шлиерен-Цюрих, Швейцария.

Толық мәтінді PDF форматында жүктеңіз

Калсинтениндер жүйке дамуы кезінде динамикалық және ішінара сәйкес келетін тәсілмен көрінеді.

Авторлары:

Алдыңғы нейроанат 2017 3011: 76. Epub 2017 30 тамыз.

Цюрих, Цюрих университеті, Цюрих молекулалық өмір туралы ғылымдар және неврология орталығы бөлімі, Швейцария.

Толық мәтінді PDF форматында жүктеңіз

Моторлы нейрондар дамып келе жатқан жұлынның қан тамырларының түзілуін бақылайды.

Авторлары:

Nat Commun 2017 03 68: 14583. Epub 2017 жылдың 6 наурызы.

Биохимия орталығы, Гейдельберг университеті, 69120 Гейдельберг, Германия.

Толық мәтінді PDF форматында жүктеңіз

Нейрондық тізбектегі Sonic -'-барлық сауда-саттықтары.

Авторлары:

J Dev Biol 2017 ақпан 85 (1). Epub 2017 8 ақпан.

Цюрих университетінің молекулалық өмір ғылымдары және нейрология орталығы бөлімі, Цюрих университеті, Winterthurerstrasse 190, 8057 Цюрих, Швейцария.

Толық мәтінді PDF жүктеп алыңыз

Аксондық нұсқаулық бізді қайда апарады?

Авторлары:

F1000Res 2017 256: 78. Epub 2017, 25 қаңтар.

Цюрих университеті, Цюрих, Цюрих, Швейцария Молекулярлық өмір туралы ғылымдар және нейробиология орталығы Цюрих бөлімі.

Толық мәтінді PDF форматында жүктеңіз

SNARE ақуыздары омыртқалы және омыртқасыздарда моторлы аксонды бағыттауда маңызды рөл атқарады.

Авторлары:

Dev Neurobiol 2017 09 1277 (8): 963-974. Epub 2017 12 ақпан.

Institut de Recerca Biomèdica de Barcelona (IRB Barcelona), Барселона ғылым мен технология институты, Барселона, 08028, Испания.

Толық мәтінді PDF форматында жүктеңіз

Жұлын жолды көрсетеді - аксондар аралық нысандарда қалай жүреді.

Авторлары:

Dev Biol 2017 12 10432(1):43-52. Epub 2016 10 желтоқсан.

Цюрих университеті, Цюрих молекулярлық өмір және неврология орталығы кафедрасы, Winterthurerstrasse 190, 8057 Цюрих, Швейцария. Электрондық мекенжай:

Толық мәтінді PDF жүктеп алыңыз

SynCAMs - аксондық нұсқаулықтан жүйке дамуының бұзылуына дейін.

Авторлары:

Mol Cell Neurosci 2017 06 181: 41-48. Epub 2016 1 қыркүйек.

Цюрих, Цюрих университеті, Винтертурерштрассе 190, 8057 Цюрих, Швейцария, Молекулярлық өмір туралы ғылымдар және нейробиология орталығы Цюрих бөлімі. Электронды адрес:

Толық мәтінді PDF жүктеп алыңыз

Эндотелий жасушасынан алынған семафорин 3А қан тамырларының ұшы жасушаларымен филоподияның түзілуін тежейді.

Авторлары:

Әзірлеу 2016 ж. ақпан 143(4):589-94

Фармацевтикалық ғылымдар институты, Швейцарияның Федералдық технология институты, ETH Zurich, Цюрих 8093, Швейцария

Толық мәтінді PDF форматында жүктеңіз

Аксонды бағыттаушы рецепторлардың 1-кальцинтинмен саудасы таңдау нүктесінде аксональды жауаптылықты реттейді.

Авторлары:

Даму 2016 ж 2143 (6): 994-1004. Epub 2016 2 ақпан.

Молекулярлық өмір туралы ғылымдар институты және нейробиология орталығы Цюрих, Цюрих университеті, Винтертурерштрассе 190, Цюрих CH-8057, Швейцария

Толық мәтінді PDF форматында жүктеңіз

Аксондық комиссарлық бағыттау үшін wnt канондық сигналы қажет.

Авторлары:

Dev Neurobiol 2016 ақпан 376 (2): 190-208. Epub 2015 3 шілде.

Цюрих университетінің молекулалық өмір және нейрология орталығы институты, Цюрих университеті, Winterthurerstrasse 190, 8057, Цюрих, Швейцария.

Толық мәтінді PDF жүктеп алыңыз

Иіс сезу мен көру үшін сым механизмдері – мүлдем басқаша емес.

Авторлары:

Нейрон 2014 қараша 1984(4):655-7. Epub 2014, 19 қараша.

Молекулалық өмір туралы ғылымдар институты, Цюрих университеті, Winterthurerstrasse 190, 8057 Цюрих, Швейцария. Электронды адрес:

Толық мәтінді PDF форматында жүктеңіз

SynCAM синаптикалық жасуша адгезиясының молекулалары аксон-аксон контактілерін реттеу арқылы сенсорлық аксон жолын анықтауға қатысады.

Авторлары:

J Cell Sci 2014 желтоқсан 21127 (Pt 24): 5288-302. Epub 2014 21 қазан.

Молекулярлық өмір туралы ғылымдар институты және нейробиология орталығы Цюрих, Цюрих университеті, Винтертурерштрассе 190, 8057 Цюрих, Швейцария

Толық мәтінді PDF форматында жүктеңіз

Протокадериндер: нейрондық желім ғана емес, одан да көп!

Авторлары:

Молекулярлық өмір туралы ғылымдар институты, Цюрих университеті, Винтертурерштрассе 190, 8057 Цюрих, Швейцария. Электронды адрес:

Толық мәтінді PDF форматында жүктеңіз

Семафорин 6В аксонды комиссарлық бағыттаудан кейінгі рецептор ретінде әрекет етеді.

Авторлары:

Даму 2014 ж. Қазан 10141 (19): 3709-20. Epub 2014 10 қыркүйек.

Цюрих молекулалық өмір ғылымдары мен неврология орталығы институты, Winterthurerstrasse 190, Цюрих 8057, Швейцария

Толық мәтінді PDF форматында жүктеңіз

SynCAM өз функцияларын синапстан тыс кеңейтеді.

Авторлары:

Eur J Neurosci 2014 маусым 1539 (11): 1752-60. Epub 2014 15 наурыз.

Цюрих университетінің молекулалық өмір және нейрология орталығы институты, Цюрих университеті, Winterthurerstrasse 190, 8057, Цюрих, Швейцария.

Толық мәтінді PDF жүктеп алыңыз

Ig superfamily жасушалық адгезия молекулалары арқылы жасалатын жасуша-жасуша байланысын талдау.

Авторлары:

Curr Protoc Cell Biol 2013 261 желтоқсан: 9.5.1-9.5.85. Epub 2013 2 желтоқсан.

Молекулярлық өмір туралы ғылымдар институты, Цюрих университеті, Цюрих, Швейцария.

Толық мәтінді PDF форматында жүктеңіз

МиРНҚ негізіндегі плазмидалардың жұмыртқалы электропорациясы дамып келе жатқан жүйке түтігіндегі геннің қызметін зерттеу үшін.

Авторлары:

Әдістер Mol Biol 2014 1101: 353-68

Цюрих, Цюрих, Швейцария, Молекулалық өмір ғылымдары және неврология орталығы институты.

Толық мәтінді PDF форматында жүктеңіз

Тауық миының дамуындағы RNAi негізіндегі генді өшіру.

Авторлары:

Әдістер Mol Biol 2014 1082:253-66

Цюрих, Цюрих университеті, Цюрих, Швейцария, Молекулалық өмір ғылымдары және неврология орталығы институты.

Толық мәтінді PDF форматында жүктеңіз

Sonic кірпі гликипиканға тәуелді комсорсальды аксоннан кейінгі рецепторды реттейді.

Авторлары:

Молекулалық өмір туралы ғылымдар институты, Цюрих Нейрология орталығы, Цюрих университеті, CH-8057 Цюрих, Швейцария.

Толық мәтінді PDF форматында жүктеңіз

Sonic кірпі және Wnt: морфогенездегі антагонистер, бірақ аксондық басшылықтағы серіктестер.

Авторлары:

Front Cell Neurosci 2013 107:86. Epub 2013 10 маусым.

Цюрих Цюрих университеті, Молекулалық өмір туралы ғылымдар институты, Швейцария.

Толық мәтінді PDF жүктеп алыңыз

RabGDI Robo1 беттік өрнегін реттеу арқылы аксональды орта сызығын кесуді басқарады.

Авторлары:

Нейрондық Dev 2012 қараша 97:36. Epub 2012 9 қараша.

Молекулалық өмір туралы ғылымдар институты, Цюрих университеті, Winterthurerstrasse 190, Цюрих, CH 8057, Швейцария.

Фон: Аксондар болашақ синаптических нысандарға таңдау нүктелерінің көмегімен жетеді, аксондық нұсқаулықтарды білдіретін аралық нысандар. Таңдау нүктесіне жеткенде, аксондар саяхатының келесі кезеңіне өту үшін жауаптарын тартылудан бас тартуға ауыстыруы керек. Аксональды реакцияның өзгеруінің механизмдері нашар түсінілген. ОЖЖ-нің вентральды ортаңғы сызығын кесіп өткенде, комиссуралық аксондар Слиттердің итермелеу белсенділігіне сезімтал болады. Слиттерге жауап беру Robo рецепторларының беттік экспрессиясына байланысты. Дрозофилада Commissureless (Comm) Робо деңгейін комиссуральды аксондарда төмен ұстап, орта сызықтан өтуде шешуші реттеуші рөл атқарады. Бір қызығы, осы уақытқа дейін омыртқалылардың комм гомологы анықталмаған. Robo3/Rig1 көлденең сызықтың сезімталдығын орта сызыққа дейін басқарады, бірақ Robo1 бетінің өрнегіне әсер етпейді.

Нәтижелер: Біз едендік пластиналар гендерінің дифференциалды түрде көрсетілген экранда RabGDI генін анықтадық. In ovo RNAi арқылы RabGDI төмендетілген реттеу Robo1 төмендетілгеннен кейін байқалған әсерді фенокопиялай отырып, комиссиялық аксондардың еден тақтасында тоқтап қалуына әкелді. Керісінше, RabGDI-ның мерзімінен бұрын экспрессиясы комиссиялық аксондардың еден тақтасына енуіне жол бермеді. Сонымен қатар, RabGDI мәдени комиссуралды нейрондарда Robo1 беттік экспрессиясын тудырды. Біздің нәтижелеріміз RabGDI -ді коммиссиялық аксондарға аралық нысанда тартылудан қайтаруға реакциясын өзгерту үшін қажет коммутация механизмінің құрамдас бөлігі ретінде анықтайды.

Қорытынды: RabGDI омыртқалы жануарлардағы комиссуралық аксондардағы Robo1 бетінің экспрессиясын реттеу арқылы шыбынның функционалды рөлін алады. Бұл, өз кезегінде, жұлынның ортаңғы сызығындағы комиссуралық аксондардың тартылудан бас тартуға ауысуына мүмкіндік береді.


Байланыс, гомеостаз және энергия-2

Көпжасушалы организмдердің тіршілік етуі мен қызмет етуі үшін тіршілік ету үшін қолайлы жағдайлар қажет, бұған мыналар жатады: - қолайлы температура (37 градус) - лайықты PH (дененің айналасында өзгереді) - субстрат пен өнімдерді ерітіндіде сақтайтын сулы орта - еркіндік токсиндер мен артық ингибиторлардан

Жасушалар әртүрлі метаболикалық әрекеттерден өтіп, субстраттарды пайдаланады және өнімдер шығарады. Кейбір өнімдер қажет емес немесе улы, сондықтан жасушаның белсенділігі қоршаған ортаны өзгертеді.

Жасуша сигнализациясы Жасуша сигнализациясының екі негізгі жүйесі:

Нейрондық жүйе - бір -біріне синапстық түйіндер арқылы сигнал беретін өзара байланысқан нейрондық желі, нейрондардың әсері тез және қысқа мерзімді.

Рецепторлы сенсорлы нейрон координаторы моторлы нейрон эффектісі немесе

Гормоналды жүйе - химиялық сигналдарды тасымалдау үшін қанды қолданады. Ішкі секреция бездері гормондарды қанға шығарады, оны бүкіл денеге тасымалдайды және оны мақсатты жасушалар ғана таниды. Гормондардың әсері баяу және ұзаққа созылады

Гомеостаз

Гомеостаз - сыртқы өзгерістерге қарамастан ішкі ортаны тұрақты ұстау.

Гомеостаз бақылайтын жағдайлар: - дене температурасы - ферменттер, егер температура тым жоғары болса денатурациялайды - қандағы глюкоза концентрациясы - қандағы тұз концентрациясы - бұл судың потенциалын өзгертеді, бұл жасушаларды плазмолизге/кренатқа айналдырады - су потенциалы - жасушалардың плазмолизге әкелуі мүмкін/ crenate - Қан қысымы - атеросклероз және атеросклероз тудыруы мүмкін - Көмірқышқыл газының концентрациясы - оттегінің гемоглобинмен диссоциациялануын тудыруы мүмкін. Судағы СО2 көмір қышқылын түзеді, ол РН өзгертеді.

Теріс кері байланыс циклдары Теріс кері байланыс - кез келген жағдайдың өзгеруіне кері әсер ететін процесс, ол оңтайлы күйді сақтауға мүмкіндік береді, бұл гомеостаз үшін өте маңызды.

Қоршаған ортаның өзгеруінің оңтайлы рецепторлары үйлестірушімен байланысады, эффекторлармен байланысады және жауап береді және қалыпты жағдайға оралады.

Жағымды пікір - бұл рецепторлар анықтаған кез келген өзгерісті арттыратын процесс. Оң кері байланыс ілмектер сирек кездеседі және босану немесе ұрыс немесе ұшу реакциясы кезінде пайда болады

Рецептордағы жағдайдың оңтайлы өзгерісі өзгерістерді анықтайды, координатор эффектормен байланысады, өзгерісті жоғарылатады

Терморегуляция

Эктотермдер - дене температурасын реттеу үшін сыртқы жылу көздеріне сүйенетін организмдер

Эктотермалар жылу шығару үшін тыныс алуды күшейте алмайды, егер эктотерма суық болса, ол қоршаған ортадан жылуды сіңіру үшін мінез-құлқын немесе физиологиясын өзгертеді, мысалы, күн астында жатады немесе түсін өзгертеді. Эктотерма ыстық болған кезде ол салқындау үшін мінез-құлқын немесе физиологиясын өзгертеді, мысалы, көлеңкеде жатады немесе күнді көрсету үшін түсін өзгертеді.

Эктотерманың артықшылығы: - Азық -түлікті тыныс алу үшін аз пайдаланыңыз - Өмір сүру үшін аз тамақ қажет - Өсу үшін энергияның көп бөлігі жұмсалады - Эктотерма болудың кемшіліктері: - Суық температурада белсенділігі төмен - Қозғалысқа қабілетсіз немесе жеткілікті түрде аң аулайды, яғни олар қыста аман қалу үшін энергияны жинақтауы керек.

Эндотермалар - дене температурасын ұстап тұру үшін бауырдағы метаболизм нәтижесінде пайда болатын жылу сияқты ішкі жылу көздерін қолдана алатын организмдер.

Эндотермалардағы температураны реттеу:

Ақпаратты жасуша денесінен алып тастаңыз Тегіс беті Әдетте жасушада тек 1 аксон бар

Жасуша денесіне ақпарат әкеліңіз Дөрекі беті (дендрит тікенектері) Әдетте әр жасушада көптеген дендриттердің рибосомалары болады Миелин оқшауламасы жоқ Жасуша денесінің жанында бұтақ

Шваннс жасушалары жасушаны қоршау үшін миелин бөледі

Сигналдың жүру жолы 1. Рецептор 2. Сезімтал нейрон 3. Дорсальды жол арқылы (ми) 4. Вентральды жол арқылы (ми) 5. Қозғалтқыш нейронға 6. Эффекторға.

Тыныштық потенциалдары мен әрекет потенциалдары (NA/K сорғы) - na/k сорғы энергияны қажет етеді - энергия АТФ арқылы қамтамасыз етіледі, ол АДФ түзетін атомдармен байланысады: - (A-P-P-P A-P-P + P+) байланысты үзу энергияны қамтамасыз етеді.

3Na+ бар босатылған сыртқа 2K+ жылжу ішінде

Демалыс күйі - Тыныштық күйін Na/K сорғысы мен арнайы мембраналық арналар сақтайды - ол поляризацияланған (потенциалдар айырмашылығы бар) -70мв (сыртқа қарағанда) - демалыс кезінде k+ каналы ашық, na+ арнасы жабық және кернеуі бар арналар жабық.

Әрекет потенциалы Әрекет потенциалы - бұл жасуша деполяризациялануы (поляризацияның жоғалуы). Кернеу қақпақшасы арналар - бұл арнайы иондарды өткізетін арналар және олардың рецепторларға немесе потенциалдар айырмашылығының өзгеруіне әсер ететін механизмдері бар

**Шекті потенциал айналасында болады -50мв , егер бұл орындалмаса, әрекет потенциалына қол жеткізілмейді **

Әрекет потенциалы иондық қозғалыстар жиынтығынан тұрады: 1. мембрана тыныштық күйінде (поляризацияланған -70мв) 2. стимулға ашық натрий арналары, натрий иондары жасушаға таралады, жергілікті деполяризацияны тудырады 3. -50мв шекті мәнге жетеді және натрийдің кернеулі каналы ашылады, ол жергілікті ток тудырады 4. натрий жасуша арқылы таралады және кернеудің көп арналары ашылады 5. потенциалдар айырмасы +40мв жетеді 6. натрий арналары жабылады және калий арналары ашылады

  1. калий иондары реполяризация деп аталады
  2. потенциалдар айырмасы -70-тен асады, бұл отқа төзімді кезең
  3. тыныштық күйге оралу

(отқа төзімді кезең әрекет потенциалының тек бір бағытта жіберілуін қамтамасыз етеді. Ол ретінде белгілі барлығы немесе ештеңе жауап бермейді өйткені ол тек әрекет потенциалына жетеді шекті потенциалға жетті )

  1. Везикулалар плазмалық мембранаға қоныс аударады
  2. Экзоцитоз арқылы бөлінетін ацетилхолин
  3. Ацетилхолин молекулалары синаптикалық саңылауда таралады
  4. Ацетилхолин постсинапстық мембранадағы лигандты натрий каналдарымен байланысады
  5. Натрий -иондық каналдар ашылады
  6. Генераторлық потенциал құрылады
  7. Егер генераторлық потенциал шекті деңгейге жетсе, постсинапстық нейронда әрекет потенциалы құрылады.

Сигналды тоқтату үшін ацетилхолинді шығару

  • ацетилхолинэстераза (фермент) ацетилхолинді этан қышқылына және холинге ыдырай алады.
  • олар митохондриядағы тыныс алу кезінде АТФ көмегімен диффузия және рекомбинат арқылы синаптикалық тұтқаға қайта енеді

Нейрондық интеграцияның жиынтығы - жиынтық әрекет потенциалына көптеген генераторлық потенциалдардың қосындысы арқылы жеткенде пайда болады

Кеңістіктік жиынтық - бұл көптеген рецепторлар кішкене ынталандырумен қоздырылады, бірақ жиынтық әрекет потенциалын бастау үшін жеткілікті

Уақытша жинақтау - пресинаптикалық мембранадағы жеке әсер ету потенциалдарының жиынтығы постсинапстық мембрананың деполяризациясын тудырғанда.

Гиперполяризация - кернеулі каналдар арқылы К+ иондарының сыртқа жылжуынан туындайды

(Шығу сигналдары гипополярланады және тежегіш сигналдар гиперполярланады)

Эндокриндік жүйе - The эндокриндік без бұл без гормондарды тікелей қанға бөледі - Гормондар ішкі секреция бездері шығаратын молекулалар. Олар ішкі секреция безінен белгілі бір жасушаға немесе ұлпаға сигнал беретін хабаршы ретінде әрекет етеді. - Е кокриндік без молекулаларды а -ға бөледі түтік бұл молекулаларды тасымалдайды олар қайда қолданылады

Стероидтарға негізделген гормондар (липидтерге негізделген) Эстроген мен тестостерон стероидты негізде 1. жасуша цитоплазмасына диффузия 2. олар цитоплазмадағы рецепторлармен байланысады 3. гормон-рецепторлық комплексті 4 құрайды.олар ақуыз синтезін бастайтын ДНҚ -мен байланысады

ақуызға негізделген гормондар Адреналин мен инсулин белокқа негізделген 1. олар плазмалық мембранадағы рецептормен (гликопротеиндер) байланысады 2. жасуша ішіндегі G ақуызын белсендіреді

  1. бұл GTP (энергия) жасайды
  2. GTP аденилилциклазаны белсендіреді
  3. аденилциклаза АТФ-ны циклдік AMP (cAMP) түрлендіреді.
  4. cAMP екінші хабаршы болып табылады және фермент әсерін белсендіру арқылы әсер етеді

Бүйрек үсті безі Адреналин жылы жасалады бүйрек үсті безінің миералокортикоидтары және глюкокортикоидтар жылы жасалған бүйрек үсті безінің қыртысы

Адреналиннің әсері - тегіс бұлшықетті босаңсытады (тыныс алу жиілігі жоғары) - жүректі босаңсытады (қан көлемінің жоғарылауы) - қан қысымының жоғарылауы (вазоконстрикция) - психикалық хабардарлықтың жоғарылауы - гликогенолизді ынталандыру - дене түктерінің түзілуін тудырады - ішек әрекетін тежейді (метаболизмді төмендетеді)

Ұйқы безі The ұйқы безі асқазанның астында жатқан кішкентай мүше, оның екеуі де бар экзокринді және эндокриндік функциялары - Ұйқы безіндегі жасушалардың көпшілігі жасайды ферменттер , оларда кездеседі ұсақ түтікшелер а -ға қосылады ұйқы безінің түтігі (Бұл экзокриндік функция ). Жасалған ферменттерге жатады липаза , мальтаза , сахараза, амилаза және трипсиноген.

✶Ұйқы безінің тағы бір қызметі гормондар бөледі. The лангерганс аралдары жасушалардың екі түрі бар: альфа жасушалар және бета жасушалар.

Инсулин секрециясын бақылау 1. калий арналары ашық, ал кальций өзектері қалыпты түрде жабылады. Калий иондары жасушадан тыс диффузияланады, бұл оны теріс етеді (сыртқымен салыстырғанда -70в) 2. глюкоза концентрациясы тым жоғары болғанда, глюкоза жасушаға диффузияланады 3. глюкоза метаболизмде АТФ жасау үшін пайдаланылады 4. қосымша АТФ тудырады калий арналарын жабу үшін 5. бұл потенциалдар айырмасын өзгертеді (кемірек теріс болады) 6. кальций арналары ашылады 7. кальций иондары инсулині бар көпіршіктермен байланысып диффузияланады және экзоцитоз арқылы секрецияны тудырады.

Қант диабеті - қандағы глюкоза концентрациясын тиімді бақылау мүмкін емес ауру. Бұл гипергликемияға (жоғары концентрациялар) немесе гипогликемияға (төмен концентрациялар) әкелуі мүмкін.

Бірінші типті қант диабеті Бірінші типті қант диабеті инсулинге тәуелді диабет ретінде де белгілі. Бұл дененің иммундық жүйесі В жасушаларына шабуыл жасап, оларды бұзатын аутоиммундық жауаптың нәтижесі деп саналады, нәтижесінде инсулин бұдан былай жасалмайды және дене артық глюкозаны гликоген ретінде сақтай алмайды.

Екінші типті қант диабеті Екінші типті қант диабеті инсулинге тәуелді емес қант диабеті ретінде де белгілі. Екінші типті қант диабетімен ауыратын адам инсулинді әлі де шығара алады, бірақ оның тиімділігі уақыт өте келе жойылады. Екінші типтің басталуына әсер ететін факторларға мыналар жатады: семіздік, қанттың жоғары диетасы немесе отбасылық тарих.

Емдеу Екінші тип диетаны бақылау, көмірсулар қабылдауды бақылау арқылы емделеді, соңында инсулин инъекцияларымен толықтырылады.

Адамның жүрегі Жүрек оттегімен және глюкозамен көбірек қамтамасыз етуге бейімделеді: - минутына соққының жоғарылауы - жиырылу күшінің жоғарылауы - инсульт көлемінің жоғарылауы

The жүрек бұлшықеті болып табылады миогенді (өзін-өзі соғады), оның да өзіндік бар кардиостимулятор , синоатриальды түйін (SAN) ол i болуы мүмкін тіннің аймағы болып табылады әрекет потенциалын ашады. Әрекет потенциалы а ретінде таралады толқу толқыны үстінде жүрекше қабырғалары арқылы атриовентрикулярлық түйін (AVN) және төмен пуркинье талшықтары а тудыратын қарыншаларға жиырылуы.

The жүрек болып табылады сопақша мимен нервтермен байланысқан (мида) олар жауап бермейді, бірақ жиырылу жиілігіне әсер етуі мүмкін. The жүрек қандағы адреналиннің болуына да жауап береді.

Сұрақтар мен жауаптар (байланыс, гомеостаз және энергия)

Сенсорлық нейрондардың құрылысы мен қызметін сипаттаңыз •рецепторлардан жүйке импульстарын орталық жүйке жүйесіне береді •қысқа дендриттер, импульстарды жасуша денесіне тасымалдау үшін бір ұзын дендрон, орталық жүйке жүйесіне импульстарды тасымалдау үшін бір қысқа аксон.

Қозғалтқыш нейрондардың құрылысы мен қызметін сипаттаңыз • жүйке импульстарын ОЖЖ -ден эффекторларға беру • ОЖЖ -ден жасуша денесіне импульстарды тасымалдау үшін көптеген қысқа дендриттер, импульстарды жасуша денесінен эффекторлы жасушаларға жеткізу үшін бір ұзын аксон.

Релелік нейрондардың құрылысы мен қызметін сипаттаңыз •сенсорлық және моторлы нейрондар арасында жүйке импульстарын өткізеді •сенсорлық нейрондардан жасуша денесіне импульстарды тасымалдау үшін көптеген қысқа дендриттер, жасуша денесінен қозғалтқыш нейрондарға импульстарды тасымалдау үшін қысқа аксондар.

Жүйке байланысының жолын сипаттаңыз

•өте кішкентай тітіркендіргіштерге жауап бермей, мидың шамадан тыс қозуын тоқтатады

Миелин қабығының рөлі қандай? •электрлік оқшаулағыш қызметін атқарады •Шван жасушаларынан тұрады •Na+ арналары шоғырланған Ранвье түйіндері деп аталатын шағын саңылаулары бар.

Тұзды өткізгіштікке сипаттама беріңіз •миелинді нейронның деполяризациясы тек Ранвье түйіндерінде болады •нейрондар цитоплазмасы келесі түйінді деполяризациялау үшін жеткілікті электр зарядын өткізеді •импульс түйіннен түйінге тез секіреді.

Аксонның диаметрі өткізгіштік жылдамдығына қалай әсер етеді? • үлкен диаметр = жылдамырақ өткізгіштік • иондар ағынына азырақ қарсылық

Температура өткізгіштік жылдамдығына қалай әсер етеді? •жоғары температура = иондар тезірек таралады •40 градустан жоғары- белоктар денатурацияланады, жылдамдық төмендейді

Нерв импульсі холинергиялық синапс арқылы қалай өтеді •AP пресинаптикалық тұтқаға келіп, Са2+ арналарының ашылуын тудырады •Са2+ ағыны синаптикалық көпіршіктердің пресинаптикалық мембранамен бірігуіне және ацетилхолиннің (ACh) бөлінуіне себеп болады •ACh синапстық саңылау арқылы таралады және постсинаптикалық мембранадағы холинергиялық рецепторлармен байланысады. Na+ ашылады, ағын деполяризацияны тудырады және шекті мәнге жетсе AP түзіледі •ACh рецепторлардан ацетилхолинэстераза арқылы жойылады, өнімдер пресинапстық нейронмен қайта сіңеді және ACh көбірек жасау үшін пайдаланылады.

Антагонистер синаптикалық берілісті қалай бұзуға болады •олар нейротрансмиттерлердің әрекетіне еліктейді, өйткені олар бірдей пішінде - көбірек AP • мысал - никотин ацетилхолинді еліктейді

Фермент ингибиторлары синаптикалық трансмиссияны қалай бұзады? •нейротрансмиттердің рецепторларда ыдырауын болдырмайды •мысалы, жүйке газдары ацетилхолинді тежейді және бұлшықет бақылауын жоғалтады.

Опиоидтар синаптикалық берілуді қалай бұзады? • Ca2+ арналарын блоктайды, сондықтан везикулалар мембранамен бірігіп, нейротрансмиттер аз бөлінеді.

Синаптикалық дивергенция дегеніміз не? бір нейрон көптеген нейрондарға нейротрансмиттер шығарады

Синаптикалық конвергенция дегеніміз не?

көптеген нейрондар нейротрансмиттерді бір нейронға шығарады

Кеңістіктік қосынды дегеніміз не? •бірнеше пресинаптикалық нейрондар біріктіріліп, олардың нейротрансмиттерін бір постсинаптикалық нейронға бір уақытта босатады • табалдырықтыға тезірек жетеді •бірнеше тітіркендіргіштердің сигналдарын бір жауапқа үйлестіруге мүмкіндік береді.

Уақытша қосынды дегеніміз не? •бірдей пресинаптикалық нейроннан бірнеше импульстар бірінен соң бірі келеді.

Неліктен гормондар бірінші хабаршылар деп аталады? олар химиялық хабарды жолдың бірінші бөлігін – ішкі секреция безінен мақсатты жасушадағы рецепторға жеткізеді.

Сигнал молекулалары қалай жасалады? •гормон өзінің рецепторларымен байланысқан кезде мембранадағы ферментті белсендіреді •фермент жасуша бөліктеріне олардың жұмыс істеу жолын өзгертуге нұсқау беретін сигналдық молекуланың өндірісін катализдейді.

Неліктен сигналдық молекулалар екінші хабаршылар деп аталады? • олар химиялық хабарды жолдың екінші бөлігінде- рецептордан жасушаның басқа бөліктеріне жеткізеді • олар каскадты (жасуша ішіндегі реакциялар тізбегін) белсендіреді.

Адреналин бірінші хабаршы ретінде қалай әрекет етеді? • жасуша мембранасындағы рецепторлармен байланысады (мысалы, бауыр жасушалары) • ол аденилил циклаза ферментін белсендіреді, ол АТФ -дан екінші реттік хабарлаушы цАМФ өндірісін катализдейді.

Кортекс және оның қызметін сипаттаңыз • бүйректің сыртқы бөлігі • стресс кезінде иммундық жүйені басатын, Na+ және судың бүйрекпен сіңірілуін арттыратын, майлардың/ақуыздың глюкозаға ыдырауын ынталандыратын стресс кезінде кортизол сияқты стероидты гормондарды шығарады.

Мишықты және оның қызметін сипаттаңыз •бүйректің ортаңғы бөлігі •катехоламиндік гормондар (түрлендірілген амин қышқылдары) шығарады, мысалы адреналин/норадреналин •олар қысқа мерзімде көбірек энергия қолжетімді етеді- жүрек/тыныс алу жиілігін арттырады

Гомеостаз дегеніміз не? •Үнемі ішкі ортаны сақтау

Денедегі температура қай жерде анықталады? •ішкі дене температурасы- гипоталамус •сыртқы температура- терідегі терморецепторлар

Қандағы глюкозаның қалыпты концентрациясы қандай? • 100 см-ге 90 мг

Инсулин қайдан бөлінеді? •ұйқы безіндегі Лангерганс аралдарының бета жасушалары

Глюкагон қайдан бөлінеді? •ұйқы безіндегі Лангерганс аралдарының альфа жасушалары

Инсулин қандағы глюкоза концентрациясын қалай реттейді? •қандағы глюкоза концентрациясын төмендетеді •бауыр/бұлшық ет жасушаларының рецепторларымен байланысады, бұл глюкозаның өткізгіштігін арттырады •гликогенезге (глюкозадан гликогенге) қатысатын ферменттерді белсендіреді •тыныс алу жылдамдығын арттырады.

Глюкагон қандағы глюкоза концентрациясын қалай реттейді? •бауыр/бұлшықет жасушаларының мембранасындағы рецепторлармен байланысады, гликогенолизге қатысатын ферменттерді белсендіреді •май және аминқышқылдарынан глюкозаның түзілуіне ықпал етеді- глюконеогенез •жасушалардың тыныс алу жылдамдығын төмендетеді.

Бета жасуша қандағы глюкозаның жоғары концентрациясын анықтағанда не болады?

  1. жоғары BGC глюкозаның бета-жасушаға көбірек ауысуын білдіреді, тыныс алу жылдамдығын арттырады - ATP-K+ жоғарылауына байланысты көбірек ATP 2 K+ арналары жабылады, жасуша ішінде плазмалық мембрананы деполяризациялайды.
  2. деполяризация Са2+ арналарының ашылуына әкеледі, Са2+ ағыны инсулині бар көпіршіктердің мембранамен бірігуіне әкеледі.

1 типті қант диабетін сипаттаңыз •ағза бета-клеткаларға шабуыл жасайды, яғни инсулин аз бөлінеді - тамақтанғаннан кейін қандағы глюкоза көтеріледі және емделмеген жағдайда өлімге әкеледі.

1 типті қант диабеті қалай емделеді? •инсулин инъекциялары •Лангерганс аралының трансплантаты •дұрыс тамақтану және жаттығу

2 типті қант диабетін сипаттаңыз •бета жасушалары инсулинді жеткілікті түрде өндірмейді немесе дене жасушалары инсулинге дұрыс жауап бермейді • мембраналардағы инсулин рецепторлары дұрыс жұмыс істемейді - глюкоза азырақ алынады

2 типті қант диабеті қалай емделеді?

•теңдестірілген тамақтану және жаттығу •инсулин өндірісін/сезімталдықты арттыруға арналған дәрілер •инсулин терапиясы - соңғы шара

Неліктен GM бактерияларынан инсулинді пайдалану оны жануарлардан алудан жақсы? •арзанырақ •көп мөлшерде өндіру •аллергиялық реакция тудыруы ықтималдығы аз •кейбір адамдар этикалық/діни себептермен жануар инсулинін пайдаланғысы келмейді.

Қант диабетін емдеу үшін дің жасушаларын қалай қолдануға болады? • оларды бета жасушаларына айналдырып, қант диабетімен ауыратын адамның ұйқы безіне имплантациялауға болады


Бейнені қараңыз: Нервная система. Нейрон. (Желтоқсан 2022).