خلية عصبية ظهارية

خلال الأسبوع الثالث من نمو الجنين ، يبدأ الدماغ بالتطور في المراحل المبكرة من الجنين في عملية تُسمى التكوين الشكلي . ^{[ 2 ]} تبدأ الخلايا العصبية الظهارية للأديم الظاهر بالتكاثر السريع والانطواء لتشكيل الصفيحة العصبية ، التي تنغمد خلال الأسبوع الرابع من نمو الجنين لتُشكّل الأنبوب العصبي . ^{[ 2 ]} يُؤدي تكوين الأنبوب العصبي إلى استقطاب الخلايا العصبية الظهارية من خلال توجيه الجانب القمي للخلية نحو الداخل، والذي يُصبح فيما بعد المنطقة البطينية، بينما يتجه الجانب القاعدي نحو الخارج، مُتصلًا بالأم الحنون ، أو السطح الخارجي للدماغ النامي . [ ^{3 ] وكجزء} من هذا الاستقطاب، تُعبّر الخلايا العصبية الظهارية عن بروتين برومينين-1 في الغشاء البلازمي القمي، بالإضافة إلى الوصلات المحكمة للحفاظ على استقطاب الخلية. ^{[ 4 ]} يُثبّت الإنتغرين ألفا 6 الخلايا العصبية الظهارية في الصفيحة القاعدية . ^{[ 4 ]} يبدأ الأنبوب العصبي كطبقة واحدة من الخلايا الظهارية الكاذبة الطبقات ، لكن التكاثر السريع للخلايا العصبية الظهارية يُنشئ طبقات إضافية، وفي النهاية ثلاث مناطق نمو متميزة. ^{[ 2 ] [ 4 ]} مع تكوّن هذه الطبقات الإضافية، يجب تقليل الاستقطاب القمي القاعدي. ^{[ 3 ]} يؤدي المزيد من تكاثر الخلايا في هذه المناطق إلى ظهور ثلاث مناطق متميزة في الدماغ: الدماغ الأمامي ، والدماغ المتوسط ، والدماغ الخلفي . كما يُنشئ الأنبوب العصبي الحبل الشوكي . ^{[ 2 ]}

الخلايا العصبية الظهارية هي نوع من الخلايا الجذعية، ولها القدرة على التجدد الذاتي. أثناء تكوين الأنبوب العصبي، تخضع هذه الخلايا لانقسامات تكاثرية متماثلة تُنتج خليتين عصبيتين ظهاريتين جديدتين. في مرحلة لاحقة من نمو الدماغ، تبدأ الخلايا العصبية الظهارية بالتجدد الذاتي وتُنتج في الوقت نفسه خلايا سلفية غير جذعية، مثل الخلايا الدبقية الشعاعية ، من خلال انقسام غير متماثل. يؤدي التعبير عن جين Tis21 ، وهو جين مضاد للتكاثر، إلى تحويل الخلية العصبية الظهارية من الانقسام التكاثري إلى الانقسام العصبي. كما تنقسم العديد من الخلايا العصبية الظهارية إلى خلايا دبقية شعاعية، وهي خلايا مشابهة، ولكنها أكثر تحديدًا لمصيرها. نظرًا لكونها أكثر تحديدًا لمصيرها، فإن الخلية الدبقية الشعاعية ستُنتج إما خلايا عصبية بعد الانقسام، أو خلايا سلفية وسيطة، أو خلايا نجمية في عملية تكوين الخلايا الدبقية . أثناء انقسام الخلايا العصبية الظهارية، تسمح الهجرة النووية بين الخلايا بالانقسام بحرية مع الحفاظ على كثافة عالية. خلال المرحلة G1، تهاجر نواة الخلية إلى الجانب القاعدي للخلية وتبقى هناك خلال المرحلة S ، ثم تهاجر إلى الجانب القمي خلال المرحلة G2 . تتطلب هذه الهجرة مساعدة الأنيبيبات الدقيقة وخيوط الأكتين . ^{[ 4 ]}

تُنتج الخلايا العصبية الظهارية الخلايا السلفية الدبقية الشعاعية في المراحل المبكرة من التطور الجنيني. ولإحداث هذا التغيير، تبدأ الخلايا العصبية الظهارية في تقليل خصائصها الظهارية، وذلك بإيقاف التعبير عن الأوكلودين ، وهو بروتين مُكوّن للوصلات المحكمة. ^{[ 3 ]} يؤدي فقدان الأوكلودين إلى فقدان روابط الوصلات المحكمة السابقة، وهو أمر ضروري لتكوين الخلايا العصبية الأولية . يبقى بروتين آخر مُكوّن للوصلات المحكمة ، وهو PARD3 ، في الجانب القمي للخلية، متمركزًا مع N-cadherin، ويحافظ على سلامة السطح القمي للخلية العصبية الظهارية. ^{[ 4 ]} في غياب الأوكلودين، يظل جزء من الاستقطاب مفقودًا، وتُنتج الخلية العصبية الظهارية الخلية الدبقية الشعاعية. ^{[ 4 ]}

في الجهاز العصبي المركزي للبالغين، تنشأ الخلايا العصبية الظهارية في عدة مناطق مختلفة من الدماغ: المنطقة تحت البطينية ، والبصلة الشمية ، والتلفيف المسنن في الحصين . لا تظهر هذه الخلايا في أي من أجزاء الجهاز العصبي المحيطي . تُصنف الخلايا العصبية الظهارية غالبًا ضمن الخلايا الجذعية العصبية، إلا أنها لا تُنتج سوى أنواع قليلة من الخلايا العصبية، مما يجعلها متعددة القدرات - وهو ما يميزها بوضوح عن الخلايا الجذعية متعددة القدرات الموجودة في التطور الجنيني. تخضع الخلايا العصبية الظهارية للانقسام المتساوي، مُنتجةً المزيد من الخلايا العصبية الظهارية، أو الخلايا الدبقية الشعاعية، أو الخلايا السلفية ، حيث تتمايز الأخيرة إلى خلايا عصبية أو خلايا دبقية. تخضع الخلايا العصبية الظهارية لنوعين مختلفين من الانقسام المتساوي: الانقسام التمايزي غير المتماثل، والانقسام التكاثري المتماثل. ^{[ 4 ]} ينتج عن الانقسام الخلوي غير المتماثل نوعان مختلفان من الخلايا البنت (أي تنقسم الخلية العصبية الظهارية إلى خلية دبقية شعاعية وخلية عصبية ظهارية أخرى)، بينما ينتج عن الانقسام المتماثل خلايا بنت متطابقة. ويعود هذا التأثير إلى اتجاه المغزل الانقسامي ، الذي يقع إما في المنطقة الخلفية أو الأمامية للخلية المنقسمة، بدلاً من المركز كما هو الحال أثناء الانقسام المتماثل. تستجيب الخلايا السلفية والخلايا الدبقية الشعاعية لعوامل التغذية خارج الخلوية - مثل عامل التغذية العصبية الهدبي (CNTF) والسيتوكينات والنيورغولين 1 (NRG1) - التي تحدد ما إذا كانت الخلايا ستتمايز إلى خلايا عصبية أو خلايا دبقية. ^{[ 5 ]} بشكل عام، تُنظَّم عملية تكوين الخلايا العصبية بواسطة العديد من المسارات التنظيمية المتنوعة في الجهاز العصبي المركزي، بالإضافة إلى عدة عوامل أخرى، من الجينات إلى المحفزات الخارجية مثل السلوك الفردي للشخص. تعمل الشبكة الكبيرة المترابطة من الاستجابات التنظيمية على ضبط الاستجابات التي توفرها الخلايا العصبية المتكونة حديثًا بدقة. ^{[ 6 ]}

غالبًا ما يرتبط تكوين الخلايا العصبية في دماغ البالغين بأمراض تُلحق الضرر بالجهاز العصبي المركزي، مثل داء هنتنغتون ، وداء الزهايمر ، وداء باركنسون . وبينما يزداد تكوين الخلايا العصبية في الحصين لدى مرضى هذه الأمراض، إلا أن تأثيره على تجديد الخلايا العصبية أو عدم وضوحه لا يزال غير مؤكد. ^{[ 7 ]} كما يُعاني المصابون بهذه الأمراض غالبًا من ضعف في حاسة الشم، بالإضافة إلى انخفاض في النشاط الإدراكي في الحصين، وهما منطقتان متخصصتان في تكوين الخلايا العصبية. وترتبط الجينات المرتبطة بهذه الأمراض، مثل ألفا-سينوكلين ، وبريسينيلين 1 ، و MAPT (بروتين تاو المرتبط بالأنيبيبات الدقيقة)، وهنتنغتين، بمرونة الدماغ وتعديلاته. ^{[ 8 ]} وترتبط المرونة العصبية بتكوين الخلايا العصبية بطريقة تكاملية. فالخلايا العصبية الجديدة التي تُنتجها الخلايا العصبية الظهارية، والخلايا السلفية، والخلايا الدبقية الشعاعية، لن تنجو ما لم تتمكن من الاندماج في النظام العصبي من خلال تكوين روابط مع الخلايا المجاورة. ويؤدي هذا أيضاً إلى ظهور العديد من المفاهيم المثيرة للجدل، مثل العلاج العصبي الذي يتضمن زرع الخلايا السلفية المحلية في منطقة متضررة. ^{[ 7 ]}

ورم الخلايا العصبية الظهارية غير المتمايز هو ورم حميد نادر يصيب الأطفال والمراهقين دون سن العشرين. ينشأ هذا الورم في النسيج الذي يغطي الدماغ والحبل الشوكي. وتختلف أعراضه باختلاف موقعه، ولكن معظم الأطفال يعانون من نوبات صرع لا يمكن السيطرة عليها بالأدوية. يُعالج هذا الورم عادةً بالجراحة، ويتعافى المرضى تمامًا في أغلب الأحيان، مع آثار جانبية قليلة أو معدومة على المدى الطويل. ^{[ 9 ]}

تتطور الأكياس العصبية الظهارية، والمعروفة أيضًا بالأكياس الغروانية ، لدى الأفراد الذين تتراوح أعمارهم بين 20 و50 عامًا، وهي نادرة نسبيًا لدى الأفراد الذين تقل أعمارهم عن 20 عامًا. هذه الأكياس أورام حميدة تظهر عادةً في الجزء الأمامي الثالث من البطين . وتنشأ هذه الأكياس في الظهارة، مما يعرض المرضى لخطر استسقاء الدماغ الانسدادي ، وارتفاع ضغط الجمجمة ، ونادرًا ما يحدث نزيف داخل الكيس. وينتج ذلك عن تضخم الأكياس، مما يؤدي إلى إفراز الظهارة المزيد من السائل المخاطي. عادةً ما تُكتشف هذه الأكياس مصادفةً أو عند ظهور أعراض استسقاء الدماغ على المرضى. تُجرى جراحة للأكياس الكبيرة، بينما يمكن ترك الأكياس الصغيرة غير الانسدادية دون تدخل جراحي. ^{[ 10 ]}

تظهر أورام الخلايا الدبقية قليلة التغصن في الخلايا الدبقية المسؤولة عن دعم وحماية الخلايا العصبية في الدماغ. يتطور الورم فوق الخلايا الدبقية قليلة التغصن ، ويوجد عادةً في المخ حول الفصين الجبهي أو الصدغي . قد تنمو هذه الأورام ببطء وبشكل متمايز جيدًا، مما يؤخر ظهور الأعراض، أو قد تنمو بسرعة لتشكل ورمًا دبقيًا قليل التغصن كشميًا . تشمل أعراض هذا النوع من الأورام الصداع ومشاكل في الرؤية. بالإضافة إلى ذلك، قد يؤدي انسداد البطينات إلى تراكم السائل النخاعي، مما ينتج عنه تورم حول الورم. قد يؤثر موقع الورم أيضًا على الأعراض، حيث يمكن أن تسبب أورام الفص الجبهي تغيرات تدريجية في المزاج أو الشخصية، بينما تؤدي أورام الفص الصدغي إلى مشاكل في التنسيق الحركي والكلام. ^{[ 11 ]}

تمكن الباحثون من ابتكار كائنات عصبية هجينة عن طريق دمج خلايا عصبية متطورة من الخلايا الجذعية الجنينية مع خلايا دبقية مشتقة بدورها من الخلايا الجذعية الجنينية . توفر هذه الكائنات العصبية الهجينة للباحثين طريقة شاملة لدراسة الآليات الجزيئية الكامنة وراء إصلاح الخلايا وتجديدها عبر الخلايا السلفية العصبية الظهارية، ومن المأمول أن تُسهم في فهم إمكانية إصلاح الجهاز العصبي في التطبيقات السريرية. في محاولة لتحديد السمات الرئيسية التي تميز الخلايا العصبية الظهارية عن خلاياها السلفية ، اكتشف الباحثون خيطًا وسيطًا يُعبر عنه في 98% من الخلايا العصبية الظهارية في الأنبوب العصبي، ولكنه غير موجود في أي من خلاياها السلفية. بعد هذا الاكتشاف، اتضح أن جميع أنواع الخلايا الثلاثة في الجهاز العصبي ناتجة عن مجموعة متجانسة من الخلايا الجذعية. ولجعل الإصلاح العصبي السريري ممكنًا، احتاج الباحثون إلى مزيد من التوصيف لتحديد المناطق التي تتشكل فيها الخلايا الجذعية أثناء نمو الدماغ، وذلك بتحديد العوامل التي تُوجه الخلية السلفية لتصبح نوعًا معينًا من الخلايا. على الرغم من أن العوامل الدقيقة التي تؤدي إلى التمايز غير معروفة، فقد استغل الباحثون نماذج الخلايا العصبية الهجينة بين الإنسان والفأر لاستكشاف نمو الخلايا العصبية والخلايا الدبقية البشرية في نموذج حيواني. وقد أتاحت هذه النماذج للباحثين دراسة الأمراض العصبية في نموذج حيواني يمكن فيه التحكم في التغيرات الناتجة عن الصدمات والتفاعلات. ويأمل الباحثون في نهاية المطاف استخدام المعلومات المستقاة من تجارب الخلايا العصبية الهجينة هذه لإصلاح مناطق الدماغ المتضررة من اضطرابات الجهاز العصبي المركزي. إلا أن مشكلة إيصال هذه الخلايا لا تزال قائمة، إذ تبين أنها تنتشر في جميع أنحاء بطينات الدماغ وتندمج في جميع أجزاء الجهاز العصبي المركزي. ومن خلال تحديد المؤشرات البيئية للتمايز، يمكن استخدام زراعة الخلايا السلفية العصبية الظهارية في علاج العديد من الأمراض، بما في ذلك التصلب المتعدد ومرض هنتنغتون ومرض باركنسون. وسيوفر المزيد من البحث في خلايا الخلايا العصبية الهجينة والأدمغة الهجينة أدلة على إمكانية التلاعب بالجينات الصحيحة وزيادة فعالية إصلاح زراعة الخلايا العصبية. ^{[ 12 ]}

تشير الأبحاث حول الاكتئاب إلى أن أحد العوامل المسببة الرئيسية له، وهو التوتر، يؤثر أيضًا على تكوين الخلايا العصبية. وقد دفع هذا الارتباط الباحثين إلى افتراض أن الاكتئاب قد يكون ناتجًا عن تغيرات في مستويات تكوين الخلايا العصبية في دماغ البالغين، وتحديدًا في التلفيف المسنن . وتشير الدراسات إلى أن التوتر يؤثر على تكوين الخلايا العصبية عن طريق زيادة الجلوكوكورتيكويدات وتقليل النواقل العصبية مثل السيروتونين . وقد تم التحقق من هذه التأثيرات من خلال إحداث التوتر في حيوانات المختبر، مما أدى إلى انخفاض مستويات تكوين الخلايا العصبية. بالإضافة إلى ذلك، فإن العلاجات الحديثة للاكتئاب تعزز أيضًا تكوين الخلايا العصبية. وتسعى الأبحاث الجارية إلى التحقق من هذا الارتباط وتحديد الآلية التي يحدث بها. وقد يؤدي ذلك إلى فهم أفضل لتطور الاكتئاب، فضلًا عن تطوير أساليب علاجية مستقبلية. ^{[ 13 ]}