النتوء العقدي

📅 آخر تحديث: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

النتوء العقدي ( GE ) هو بنية عابرة في نمو الجهاز العصبي، يوجه هجرة الخلايا والمحاور العصبية . [ 1 ] وهو موجود في المراحل الجنينية والجنينية من التطور العصبي، ويقع بين المهاد والنواة المذنبة . [ 1 ]

ينقسم البروز إلى ثلاثة مناطق في المنطقة البطينية البطنية للدماغ الأمامي (بروز جانبي، وبروز وسطي، وبروز ذيلي)، حيث يُسهّل هجرة الخلايا المماسية أثناء التطور الجنيني . لا تتضمن الهجرة المماسية تفاعلات مع الخلايا الدبقية الشعاعية؛ بل تهاجر الخلايا العصبية البينية عموديًا عبر الخلايا الدبقية الشعاعية للوصول إلى موقعها النهائي. يبدو أن خصائص ووظيفة الخلايا التي تتبع مسار الهجرة المماسية مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بموقع وتوقيت إنتاجها بدقة، [ 2 ] وتساهم البروزات الدماغية بشكل كبير في بناء مجموعة خلايا القشرة المخية الغاباوية . [ 1 ] [ 3 ] [ 4 ] ومن البنى الأخرى التي تساهم فيها البروزات الدماغية العقد القاعدية . [ 5 ] كما توجه البروزات الدماغية المحاور العصبية النامية من المهاد إلى القشرة المخية والعكس صحيح. [ 1 ]

تختفي النتوءات الجرثومية عند البشر في عمر السنة. [ 1 ] خلال النمو، تستمر هجرة الخلايا العصبية حتى انقراض الطبقة الجرثومية ، وعندها تشكل بقايا الطبقة الجرثومية النتوءات. [ 1 ]

التصنيف

مقطع تاجي في الدماغ الأمامي لجنين فأر في اليوم 12.5 من الحمل (مرحلة ما قبل الصفيحة)، يُظهر النتوءات العقدية الجانبية والوسطى (LGE، MGE) التي تهاجر منها الخلايا العصبية البينية الغاباوية بشكل مماس إلى النواة القشرية (يسار، أصفر). تتولد الخلايا العصبية الغلوتاماتية المتجهة إلى القشرة محليًا في المنطقة البطينية القشرية وتهاجر شعاعيًا (يمين، أحمر).

تُصنف النتوءات العقدية إلى ثلاث مجموعات بناءً على موقعها داخل المنطقة تحت البطينية :

  • النتوء العقدي الإنسي (MGE)
  • النتوء العقدي الجانبي (LGE)
  • النتوء العقدي الذنبي (CGE) [ 6 ]

يفصل أخدود بين النتوءات العقدية الإنسية والوحشية. يُعدّ التعبير عن الجينات Nkx2-1 و Gsx2 و Pax6 ضروريًا لتحديد مجموعات الخلايا السلفية المستقلة في النتوء العقدي الوحشي (LGE) والنتوء العقدي الإنسي (MGE). تُحدد التفاعلات بين هذه الجينات الثلاثة الحدود بين مناطق الخلايا السلفية المختلفة، ويمكن أن تُسبب طفرات هذه الجينات تضخمًا غير طبيعي حول النتوء العقدي الإنسي (MGE) والنتوء العقدي الوحشي (LGE) والقشرة البطنية (VP) والمنطقة الأمامية للسويقة الدماغية (AEP). تتميز خلايا النتوءات العقدية بتجانسها، حيث تمتلك كل من النتوءات العقدية الإنسية (MGE) والوحشية (LGE) والقشرة العقدية المركزية (CGE) أنوية صغيرة داكنة غير منتظمة وسيتوبلازم متوسط ​​الكثافة، ومع ذلك، يمكن تمييز كل نتوء بنوع الخلايا السلفية التي يُنتجها. [ 6 ] راجع أقسام النتوءات العقدية الفردية أدناه لمزيد من المعلومات حول أنواع الخلايا السلفية المختلفة.

بالإضافة إلى ذلك، تُعدّ المنطقة تحت البطينية نقطة انطلاق لعدة مسارات من الخلايا العصبية البينية المهاجرة بشكل مماس والتي تُعبّر عن جينات Dlx . وقد تم تحديد ثلاثة مسارات هجرة مماس رئيسية في هذه المنطقة:

  1. الهجرة الجانبية الذيلية (من الدماغ الأمامي تحت القشرة إلى القشرة الدماغية)
  2. الهجرة من الوسط إلى الأمام (من الدماغ الأمامي القاعدي تحت القشرة إلى البصلة الشمية )
  3. الهجرة الجانبية الذيلية (من الدماغ الأمامي القاعدي إلى الجسم المخطط )

تتميز هذه المسارات باختلافها الزمني والمكاني، وتُنتج أنواعًا مختلفة من الخلايا العصبية البينية، منها الغاباوية وغير الغاباوية. ومن أمثلة الخلايا العصبية البينية الغاباوية التي توجهها الحزم العصبية الظهارية، الخلايا العصبية البينية المحتوية على البارفالبومين في القشرة المخية الحديثة. ومن أمثلة الخلايا العصبية البينية غير الغاباوية التي توجهها الحزم العصبية الظهارية، الخلايا العصبية البينية الدوبامينية في البصلة الشمية، والخلايا العصبية البينية الكولينية في الجسم المخطط. وتتحرك الخلايا المهاجرة على طول هذه المسارات بسرعات مختلفة. ومن الجزيئات التي ثبت تورطها في التحكم في معدل الحركة أحادية الاتجاه للخلايا المشتقة من الحزم العصبية الظهارية، عامل نمو الخلايا الكبدية /العامل المشتت (HGF/SF)، وعوامل التغذية العصبية المختلفة . [ 2 ]

النتوء العقدي الإنسي (MGE)

يتمثل الغرض الأساسي لمنطقة MGE خلال التطور في إنتاج الخلايا النجمية الغاباوية وتوجيه هجرتها إلى القشرة المخية الحديثة . [ 6 ] تهاجر سلائف معظم الخلايا العصبية البينية الغاباوية في القشرة المخية من منطقة الخلايا السلفية تحت القشرية . وبشكل أكثر تحديدًا، يؤدي إجراء قطع ميكانيكي لمسار الهجرة من منطقة MGE إلى القشرة المخية الحديثة إلى انخفاض بنسبة 33% في الخلايا العصبية البينية الغاباوية في القشرة المخية الحديثة. [ 6 ] كما تنتج منطقة MGE بعض الخلايا العصبية والخلايا الدبقية في العقد القاعدية والحصين. [ 6 ] [ 7 ] قد تكون منطقة MGE أيضًا مصدرًا لخلايا كاجال-ريتزيوس، لكن هذا الأمر لا يزال محل جدل. [ 6 ] في المراحل المبكرة من التطور الجنيني، تنشأ الخلايا العصبية البينية في القشرة المخية بشكل أساسي من منطقة MGE [ 8 ] ومنطقة AEP. تُظهر التجارب المخبرية أن خلايا منطقة MGE تهاجر أكثر من 300 ميكرومتر يوميًا، أي أسرع بثلاث مرات من هجرة خلايا منطقة LGE. [ 2 ] للمزيد حول الإطار الزمني ووظيفة MGE مقارنةً بـ LGE، انظر القسم التالي.

النتوء العقدي الجانبي (LGE)

بالمقارنة مع الإطار الزمني المبكر للتطور في منطقة MGE، تُساعد منطقة LGE في الهجرة المماسية للخلايا لاحقًا في منتصف المرحلة الجنينية. وعلى عكس منطقة MGE، التي تُوجه معظم هجرة الخلايا إلى القشرة الدماغية خلال هذه المرحلة، تُساهم منطقة LGE بشكل أقل في هجرة الخلايا إلى القشرة، وتُوجه بدلًا من ذلك العديد من الخلايا إلى البصلتين الشميتين. في الواقع، تقود منطقة LGE هجرة الخلايا إلى البصلة الشمية حتى مرحلة البلوغ. يُطلق على المسار الذي تسلكه الخلايا العصبية المُتولدة حديثًا من المنطقة تحت البطينية الأمامية إلى البصلة الشمية اسم التيار الهجري الأمامي . خلال المراحل المتأخرة من التطور الجنيني، تُوجه كل من منطقتي LGE وMGE هجرة الخلايا إلى القشرة الدماغية، وتحديدًا إلى مناطق تكاثر الخلايا فيها. [ 2 ] وقد وجدت بعض الدراسات أن منطقة LGE تُساهم أيضًا في تكوين خلايا في القشرة المخية الحديثة، لكن هذا الأمر لا يزال محل نقاش. [ 6 ] في المختبر، تتحرك الخلايا المهاجرة من منطقة LGE بمعدل 100 ميكرومتر في اليوم، وهو معدل أبطأ من خلايا MGE. [ 2 ]

النتوء العقدي الذنبي (CGE)

النتوء العقدي الذنبي هو بنية تحت قشرية أخرى ضرورية لتكوين الخلايا العصبية البينية القشرية . يقع بجوار البطين الجانبي ، خلف نقطة اندماج النتوء العقدي الإنسي والجانبي الجانبي (LGE). [ 6 ] يتكون النتوء العقدي الذنبي من اندماج النتوء العقدي الإنسي والجانبي الأمامي، ويبدأ من منتصف المهاد إلى الجزء الذنبي . يوجد نطاقان جزيئيان داخل النتوء العقدي الذنبي، يشبهان إلى حد كبير امتدادات النتوء العقدي الإنسي والجانبي الذنبي. [ 9 ] يتميز النتوء العقدي الذنبي عن النتوء العقدي الإنسي والجانبي الجانبي في أنماط التعبير الجيني والخلايا الناتجة عنه. على عكس خلايا النتوء العقدي الإنسي، نادرًا ما كانت خلايا النتوء العقدي الذنبي تحتوي على البارفالبومين. يبدو أن غالبية خلايا النتوء العقدي الذنبي كانت خلايا عصبية بينية غاباوية، ولكن الخلايا المشتقة من النتوء العقدي الذنبي متنوعة للغاية تبعًا لموقعها. تشمل الخلايا المشتقة من CGE الخلايا العصبية البينية GABAergic، والخلايا العصبية البينية الشوكية، والخلايا الطحلبية، والخلايا العصبية الهرمية والحبيبية، وحتى الخلايا الدبقية قليلة التغصن والخلايا النجمية . [ 6 ]

هجرة الخلايا

تهاجر الخلايا في النتوء العقدي بشكل مماس إلى القشرة المخية الحديثة، مُكَوِّنةً الخلايا العصبية البينية. وتتعاون مجموعة متنوعة من الآليات الجزيئية لتوجيه هذه العملية. وتتوسط هجرة الخلايا العصبية البينية الجنينية إلى القشرة المخية مجموعة من عوامل النمو المحفزة للحركة في النتوء العقدي الإنسي، وعوامل طاردة في الجسم المخطط والنتوء العقدي الإنسي الجانبي، وعوامل مُسهِّلة في ممرات الهجرة في النتوء العقدي، وعوامل جاذبة في القشرة نفسها. [ 3 ] تهاجر الخلايا في النتوء العقدي الإنسي الجانبي إلى منطقة الجسم المخطط ( النواة المذنبة والبطامة ) وأجزاء من الحاجز واللوزة الدماغية . وتتبع خلايا النتوء العقدي الإنسي مسارًا هجريًا إلى الكرة الشاحبة وجزء من الحاجز. ويُكَوِّن النتوء العقدي الإنسي خلايا عصبية بينية في النواة المتكئة ، ونواة سرير النهايات المخططية ، والحصين ، ونوى محددة في اللوزة الدماغية . تُحفز هذه الهجرة الموجهة باختلافات في التعبير الجيني بين هذه المناطق تحت القشرة. [ 4 ] تشارك مجموعة من الجينات في تمايز وتحديد الخلايا العصبية البينية والخلايا الدبقية قليلة التغصنات، بما في ذلك: Dlx1 ، و Dlx2 ، وGsh1 ، وMash1 ، وGsh2 ، وNkx2.1 ، وNkx5.1 ، وIsl1 ، و Six3 ، و Vax1 . [ 4 ]

الآليات الجزيئية للهجرة الموجهة

تُوجَّه هجرة الخلايا المُستحثة من النتوء العقدي أثناء النمو بواسطة مجموعة متنوعة من العوامل المُحفِّزة للحركة، وهي جزيئات تزيد من حركة الخلايا، وجزيئات جاذبة كيميائيًا . يُعزز العامل المُحفِّز للحركة HGF/SF حركة الخلايا ويُوجهها بعيدًا عن المناطق تحت القشرية، كما يُحدد مسارات هجرة الخلايا. تُعد عوامل التغذية العصبية ، مثل BDNF ، عائلة من العوامل المُحفِّزة للحركة التي تُشارك في توجيه الهجرة. تُوفر القشرة المخية جزيئات جاذبة كيميائيًا (مثل NRG1 من النوع الأول والثاني في القشرة)، بينما تُنتج المناطق تحت القشرية جزيئات طاردة كيميائيًا (مثل Slit ) لتوجيه هجرة الخلايا. بالإضافة إلى ذلك، تُعد بعض العوامل المُسهِّلة (مثل NRG1 من النوع الثالث) في ممرات الهجرة ضرورية لحدوث هذه العملية. [ 3 ] [ 4 ]

وقد ثبت أن الناقلات العصبية GABA و5- HT تلعب دورًا في الهجرة أيضًا. فقد لوحظ أن التركيزات العالية من GABA تُسبب حركة عشوائية للخلايا ("هجرة عشوائية")، بينما تُعزز التركيزات المنخفضة الهجرة الموجهة. ويرتبط 5-HT بعملية دمج الخلايا العصبية البينية في الصفيحة القشرية، وكذلك في تمايزها إلى مجموعات فرعية. [ 4 ]

الاضطرابات المصاحبة

يمكن أن تتعطل هجرة الخلايا من المنطقة البطينية إلى وجهتها المقصودة ونجاح تمايزها بطرق عديدة، بما في ذلك التداخل مع المحركات الميكانيكية أو تغيير الإشارات الجزيئية التي تبدأ الحركة، وتوجه الخلية في الهجرة، وتنهيها. ولا تقتصر وظيفة الجزيئات المؤثرة على الهجرة على حركة الخلية فحسب، بل تتداخل بشكل كبير مع الأحداث المرتبطة بتكوين الخلايا العصبية . ونتيجة لذلك، يصعب تصنيف متلازمات هجرة الخلايا العصبية. وتُعد متلازمة انعدام التلافيف الدماغية (lissencephaly ) أكبر فئة من متلازمات هجرة الخلايا العصبية . وتشمل هذه المتلازمة طيفًا واسعًا من تبسيط القشرة الدماغية، بدءًا من انعدام التلافيف (انعدام التلافيف تمامًا) وصولًا إلى اتساع التلافيف ( pachygyria ) مع قشرة سميكة بشكل غير طبيعي.

قد يؤدي سوء هجرة الخلايا العصبية إلى خلل التنسج العقدي الثنائي حول البطينات ، وهو مرض يتميز بوجود خلايا عصبية متباينة في بطانة البطينات الجانبية. وتتميز متلازمة زيلويغر بخلل تنسج قشري مشابه لتعدد التلافيف الدقيقة في قشرة المخ والمخيخ، مصحوبًا أحيانًا بتضخم التلافيف حول الشق السيلفي ، وخلل التنسج البؤري/تحت البطين. أما متلازمة كالمان فتتميز بفقدان حاسة الشم المصحوب بتخلف عقلي ، وقصور الغدد التناسلية ، وعدم اكتمال نمو البصلة الشمية.

نادراً ما تكون اضطرابات إسقاط المحاور العصبية وتكوينها نقية، ولكنها ترتبط ارتباطاً وثيقاً بجينات هجرة الخلايا العصبية. ويشمل ذلك على وجه الخصوص غياب الجسم الثفني .

يمكن أن تؤدي الاضطرابات في تكوين العناصر العصبية إلى خلل التنسج القشري . وتشمل الأمثلة التكوين العصبي خارج موضعه الطبيعي ، وصغر الدماغ ، وتغير بقاء الخلايا مما يؤدي إلى مناطق من فرط التنسج ، وانخفاض موت الخلايا المبرمج ، ووجود خلايا في غير موضعها الطبيعي. [ 10 ]

مزيد من البحث

يمكن إجراء المزيد من الأبحاث حول هجرة الخلايا من العقد القاعدية إلى القشرة المخية الحديثة. ولا تزال الآليات الجزيئية المتحكمة في هذه العملية غير واضحة تمامًا. ويتزايد عدد الطفرات المعروفة التي قد تعيق هجرة الخلايا العصبية بسرعة، وسيستمر هذا التزايد مع إجراء المزيد من الأبحاث. إن تعقيد الخطوات الجزيئية اللازمة لوضع الخلايا بشكل صحيح في نظام معقد كالدماغ أمرٌ مثير للإعجاب، ومع ظهور المزيد من المعلومات حول هذا اللغز المعقد، سيصبح من الأسهل ابتكار استراتيجيات لعلاج الاضطرابات المرتبطة بهجرة الخلايا العصبية، وربما إصلاح الأضرار الناجمة عن الصدمات والسكتات الدماغية وسوء النمو والشيخوخة. [ 10 ]

مراجع

  1. 1 2 3 4 5 6 إنشا-رزافي وسونيغو. (2003). خصائص الدماغ النامي. الجهاز العصبي للطفل . ص 426-428
  2. 1 2 3 4 5 مارين، أو؛ روبنشتاين، جيه إل (نوفمبر 2001). "رحلة طويلة ومذهلة: الهجرة المماسية في الدماغ الأمامي". مراجعات الطبيعة. علم الأعصاب . 2 (11): 780-90 . doi : 10.1038/35097509 . PMID 11715055. S2CID 5604192 .  
  3. 1 2 3 غشغائي، هـ. ت.؛ لاي، س.؛ أنطون، إ. س. (فبراير 2007). "هجرة الخلايا العصبية في دماغ البالغين: هل وصلنا إلى الهدف؟". مراجعات الطبيعة. علم الأعصاب . 8 (2): 141-151 . doi : 10.1038/nrn2074 . PMID 17237805. S2CID 9322780 .  
  4. 1 2 3 4 5 هيرنانديز-ميراندا، بارنافلاس، وكيارا. (2010). الجزيئات والآليات المشاركة في توليد وهجرة الخلايا العصبية البينية القشرية. مجلة ASN Neuro، 2 (2). ص 75-86.
  5. ↑ بورفيس، د.، أوغسطين، ج.، فيتزباتريك، د.، هول، و.، لامانتيا، أ.س.، ماكنمارا، ج.، ووايت، ل. (2008). علم الأعصاب. الطبعة الرابعة . سيناور أسوشيتس. الصفحات 555-558 . ISBN  978-0-87893-697-7.{{cite book}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  6. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 برازيل، سي واي؛ رومانكو، إم جيه؛ روثستين، آر بي؛ ليفيسون، إس دبليو (يناير 2003). "أدوار المنطقة تحت البطينية في نمو الدماغ لدى الثدييات". التقدم في علم الأحياء العصبي . 69 (1): 49-69 . doi : 10.1016/s0301-0082(03)00002-9 . PMID 12637172. S2CID 24001139 .  
  7. ↑ سانز، ريه، وهاريس. (2012). تطور الجهاز العصبي. الطبعة الثالثة. دار النشر الأكاديمية. الصفحات 62-63. ISBN 978-0-12-374539-2.
  8. ↑ لافداس، غريغوريو، باتشنيس، وبارنافلاس. (1999). ينشأ من النتوء العقدي الإنسي مجموعة من الخلايا العصبية المبكرة في القشرة الدماغية النامية. مجلة علم الأعصاب، 99 (19). ص 7881-7888.
  9. ↑ وندرز، سي بي؛ أندرسون، إس إيه (سبتمبر 2006). "أصل وتحديد الخلايا العصبية البينية القشرية". مراجعات الطبيعة. علم الأعصاب . 7 (9): 687-96 . doi : 10.1038/nrn1954 . PMID 16883309. S2CID 3329713 .  
  10. 1 2 روس، إم إي، ووالش، سي إيه (2001). تشوهات الدماغ البشري ودروسها في هجرة الخلايا العصبية. المراجعة السنوية لعلم الأعصاب، 24 (1)، 1041-1070.