 |
юБРНюБРНЛЮРХГЮЖХЪюПУХРЕЙРСПЮюЯРПНМНЛХЪюСДХРаХНКНЦХЪаСУЦЮКРЕПХЪбНЕММНЕ ДЕКНцЕМЕРХЙЮцЕНЦПЮТХЪцЕНКНЦХЪцНЯСДЮПЯРБНдНЛдПСЦНЕфСПМЮКХЯРХЙЮ Х ялххГНАПЕРЮРЕКЭЯРБНхМНЯРПЮММШЕ ЪГШЙХхМТНПЛЮРХЙЮхЯЙСЯЯРБНхЯРНПХЪйНЛОЭЧРЕПШйСКХМЮПХЪйСКЭРСПЮкЕЙЯХЙНКНЦХЪкХРЕПЮРСПЮкНЦХЙЮлЮПЙЕРХМЦлЮРЕЛЮРХЙЮлЮЬХМНЯРПНЕМХЕлЕДХЖХМЮлЕМЕДФЛЕМРлЕРЮККШ Х яБЮПЙЮлЕУЮМХЙЮлСГШЙЮмЮЯЕКЕМХЕнАПЮГНБЮМХЕнУПЮМЮ АЕГНОЮЯМНЯРХ ФХГМХнУПЮМЮ рПСДЮоЕДЮЦНЦХЙЮоНКХРХЙЮоПЮБНоПХАНПНЯРПНЕМХЕоПНЦПЮЛЛХПНБЮМХЕоПНХГБНДЯРБНоПНЛШЬКЕММНЯРЭоЯХУНКНЦХЪпЮДХНпЕЦХКХЪяБЪГЭяНЖХНКНЦХЪяОНПРяРЮМДЮПРХГЮЖХЪяРПНХРЕКЭЯРБНрЕУМНКНЦХХрНПЦНБКЪрСПХГЛтХГХЙЮтХГХНКНЦХЪтХКНЯНТХЪтХМЮМЯШуХЛХЪуНГЪИЯРБНжЕММННАПЮГНБЮМХЕвЕПВЕМХЕщЙНКНЦХЪщЙНМНЛЕРПХЙЮщЙНМНЛХЙЮщКЕЙРПНМХЙЮчПХЯОСМДЕМЙЖХЪ
модуляция ответов на хеморепелленты и хемоаттрактанты
|
вХРЮИРЕ РЮЙФЕ: |
На пути передачи сигналов, которые обеспечивают ответы клетки на хемоаттрактанты и хеморепелленты, можно влиять при помощи кальций-зависимых протеинкиназ и протеинкиназ, зависящих от концентрации циклических нуклеотидов. Например, в культуре спинальных нейронов Xenopus активация пути циклических нуклеотидов более благоприятна для сигналов аттракции; ингибирование этих путей приводит к отталкиванию конуса роста122). Таким образом, источник нетрина-1 притягивает конус роста культивированных спинальных нейронов Xenopus. Однако при добавлении ингибитора протеинкиназы А конусы роста поворачивали прочь от источника нетрина123· 124). С другой стороны, конусы роста Xenopus в нормальных условиях направляются прочь от источника коллапсина-1; эти отталкивающие эффекты становятся привлекающими после активации сигнальных путей, связанных с цГМФ125). В среде с низким содержанием кальция исчезают все типы ответов (как привлекающие, так и отталкивающие), а скорость роста возрастает.
§6. Иннервация клетки-мишени
Механизмы управления конусов роста, описанные до сих пор, направляют аксон к его конечной цели. Однако проблема того, как каждый аксон подходит к своей клетке-мишени, остается открытой. Путь, по которому ганглиозные клетки сетчатки иннервируют свои клетки-мишени в области передних бугров покрышки, является примером того, какие сигналы обеспечивают достижение правильного паттерна иннервации. Во время развития аксоны ганглиозных клеток задней или височной (temporal) части сетчатки направляются для иннервации в переднюю часть тектума,
Глава 23. Развитие нервной системы 555
| Рис. 23.27. Роль отталкивающих взаимодействий в иннервации оптической области четверохолмия (тектума) цыпленка. (А) Ганглиозные клетки в назальной области сетчатки посылают сигналы к нейронам задней области четверохолмия; ганглиозные клетки темпоральной сетчатки — к передней области. Существует назотемпоральный градиент Eph A3 рецептора тирозинкиназы в ганглиозных клетках сетчатки и рострокаудальные градиенты лигандов Eph рецептора, эфрина А2 и эфрина-А5 в области четверохолмия. Аксоны клеток височного ганглия избегают проникать в область заднего четверохолмия из-за репульсивных взаимодействий с рецепторами Eph и их лигандами. (В) В культуре клеток аксоны нейронов назальной сетчатки растут одинаково хорошо на пластинках, покрытых мембранами, выделенными из передней и задней области четверохолмия. (С) Аксоны нейронов темпоральной сетчатки предпочитают расти только на мембранах из передней области четверохолмия. (D) Аксоны темпоральной сетчатки растут одинаково хорошо как на интактных мембранах из передней области, так и на денатурированных мембранах задней области, что говорит о том, что обычно они отталкиваются чувствительными к нагреванию компонентами мембран из задней области тектума. Fig. 23.27.The Role of Repulsive Interactions in Innervation of the optic tectum in the chick. | 
(A) Ganglion cells in the nasal retina innervate neurons in the posterior tectum; ganglion cells in the temporal retina innervate neurons in the anterior tectum.There is a nasotemporal gradient of the Eph A3 receptor tyrosine kinase in retinal ganglion cells and anteroposterior gradients of the Eph receptor ligands ephrin-A2 and ephrin-A5 in the tectum. Axons of temporal ganglion cells are prevented from entering the posterior tectum by the repulsive interaction of Eph receptors and ligands. (B) In cell culture, axons from neurons in the nasal retina grow equally well on lanes coated with membranes isolated from anterior or posterior tectum. (C) Axons from neurons in the temporal retina prefer to grow on anterior membranes. (D) Axons from temporal retina grow equally well on intact anterior membranes and denatured posterior membranes, indicating that normally they are repelled by heat-sensitive components of the posterior membranes. (B and D from Walter, Henke-Fahle, and Bonhoeffer, 1987; С from Walter et al., 1987; micrographs kindly provided by f. Bonhoeffer.)
|
556 Раздел IV. Развитие нервной системы
а клетки передней (nasal) части сетчатки направляются для иннервации задней части тектума (рис. 23.27).
В элегантной серии экспериментов Бонхоеффер с коллегами продемонстрировали, что аксоны определяют территории своей иннервации посредством отталкивающих взаимодействий, которые предотвращают вторжение аксонов височной зоны в область задней части тектума. Ганглиозные клетки височной сетчатки были помещены в культуру, где рядом с ними находились поверхности, покрытые мембранами, выделенными либо из передней, либо из задней области тектума. В этих условиях аксоны отталкивались мембранами из задней части тектума и росли преимущественно в направлении мембран своих естественных мишеней, мембран передней части тектума126· 127). Любопытно, что аксоны сетчатки, не имея подобного выбора, быстро растут в направлении любого субстрата, как из передней, так и из задней части тектума.
Молекулы, ответственные за такие отталкивающие взаимодействия, принадлежат к семейству рецепторов, связанных с тирозинкиназой (известных как Eph киназы), а также их лигандов (называемых эфринами, ephrines)128· 129). Эфрин-А2 и эфрин-5 экспрессируются в тектуме во время образования ретинотектальных связей, и их концентрация постепенно увеличивается в направлении спереди назад. Рецептор к Eph-АЗ экспрессируется на аксонах клеток сетчатки соответственно назотемпоралыюму градиенту. При заключении в липидные пузырьки и добавлении в среду, омывающую аксоны клеток височной части сетчатки, эфрины А2 и А5 вызывают отделение конусов роста от субстратов и их ретракцию130). Эфрины и семейство Eph рецепторов, связанных с тирозинкиназой, действуют во всех частях развивающейся нервной системы, влияя на нахождение пути аксоном, миграцию клеток, образование связей между ними, в основном демонстрируя сходный отталкивающий механизм131· 132).
Одного рострокаудального градиента недостаточно для того, чтобы аксоны клеток сетчатки правильно достигли своего окончательного месторасположения в тектуме92, 133). Более поздние изменения в рострокаудальных проекциях основываются как на определенно расположенных химических сигналах131), так и на механизмах, зависящих от активности нейронов135) (глава 25).
§ 7. Образование синапсов
Как только конус роста достигает своей мишени, он должен установить синаптический контакт, часто имеющий специфическое расположение на клетке-мишени. Анализ механизмов, благодаря которым формируются такие четкие связи в пределах ЦНС, является основной проблемой. Предпочтительным препаратом для изучения образования синаптических связей является нервно-мышечное соединение в скелетной мышце позвоночных.
оНХЯЙ ОН ЯЮИРС: