1 / 61

Entwicklungsneurobiologie III. Zellwanderung WS 2008/09

Entwicklungsneurobiologie III. Zellwanderung WS 2008/09. Entstehung des Nervensystems. 1. Induktion- des Neuroektoderms aus dem Ektoderm Wie wird das Neuroektoderm determiniert und vom restlichen Ektoderm abgetrennt?. 2. Zellteilung von 100 000 auf 10 12 Nervenzellen und 10 13 Gliazellen.

adonica
Download Presentation

Entwicklungsneurobiologie III. Zellwanderung WS 2008/09

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. EntwicklungsneurobiologieIII. ZellwanderungWS 2008/09

  2. Entstehung des Nervensystems 1. Induktion- des Neuroektoderms aus dem Ektoderm Wie wird das Neuroektoderm determiniert und vom restlichen Ektoderm abgetrennt? 2. Zellteilung von 100 000 auf 1012 Nervenzellen und 1013 Gliazellen. Wie wird die Zellteilung im ZNS und PNS kontrolliert? 3. Wanderung Wie wandern Nervenzellen und Gliazellen vom Ort ihrer Entstehung an ihren endgültigen Ort? 4. Musterbildung Wie erhalten verschiedene Bereiche des Nervensystems unterschiedliche regionale Identität?

  3. Zellwanderung im Nervensystem • radiale Wanderung (Kontakt mit Gliazellen) • tangentiale Wanderung (Kontakt mit Neuronen) • Zellwanderung von Neuralleistenzellen (PNS)

  4. Radiale Wanderung im cerebralen Cortex • Die ersten Zellen, welche die • VZ verlassen bilden die pre- • plate (PP) • Translokation des Zellkörpers • in Kontakt mit radialer Glia Die PP wird durch die nach- folgenden Zellen aufgespalten - Migration entlang radialer Glia

  5. Wanderung entlang radialer Gliazellen

  6. Aktin polymerisation Filopodium Filopodien/Neuriten wachsen durch Aktinpolymerisation Struktur fokaler Kontakte

  7. Kontakt zum Substrat Aktinfärbung

  8. 3 Schritte Lamellopodium Filopodium Nucleokinesis Retraktion

  9. Radiale Wanderung • Beginn der Wanderung • Bindung an radiale Gliazellen • Zellbewegung, incl. Nucleokinese • Termination; Ablösen von radialen Glia Molekulare Analyse durch • 1. Kandidatengene - die üblichen Verdächtigen • 2. Mutationen (Mutantenscreens)

  10. Integrine Kontakt zum Zytoskelett a6, ß1 Laminin a4, ß1 Fibronektin

  11. Ad1: In Vitro-Funktionsblockierung:Integrine sind für die Wanderung von Neuronen entlang von Astrozyten wichtig Anti- a3 Neuronen a3 Anti- av Glia av Anti- control a3-knockout zeigt reduzierte Wanderung im Cortex Anton et al., 1999

  12. Ad1: In Vivo-Funktionsblockierung: Integrine sind für die radialeWanderung wichtig (Tectum; Huhnembryo) Integrin-ß1 senseRNA antisenseRNA

  13. Ad2: Zellbewegungsmutationen/Erbkrankheiten sind für 1/3 der schweren Epilepsien verantwortlich Lern-und Gedächtnisstörungen (mental retardation) relativ geringe mentale Effekte im vgl. zu drastischen morphologischen Veränderungen (Lissencephalie - glattes Gehirn)

  14. Zellbewegungsmutationen Periventrikul. Lissencephalie I Reeler Lissencephalie II Heterotopie Doppel-Kortex Kontrolle Filamin Lis1/Dcx Reelin Basalmembran

  15. Periventrikuläre Heterotopie (PH) Filamin 1-Mutation; X-Chromosomale Gen-Inaktivierung - Mosaik; leading edge Effekt - Filamin 1 vernetzt F-Aktin

  16. Lissencephalie I Lissencephalie I und Doppel-Kortex sind Mutationen bei denen Mikro- tubuli Dynamik beteiligt ist Doppel-Kortex (Dcx) Dcx: X-Chromosomales - Mosaik

  17. Nukleokinese Lis1 gehört zu Dynactin Komplex: - kontrolliert die Mikrotubuli-Dynamik; - interagiert mit Tubulin und Dynein/Dynactin - kontrolliert Dynein-Funktion

  18. How do neuroblasts migrate? ‘swelling’

  19. Triple transfection: GFP (cells), centrin II (centromere), histone 1 (nucleus) Electroporation in utero (E16 rat), analysis 3 days later on live ‘cortical’ slices

  20. - continous movement • of centromere • - saltatory movement • of nucleus • centromere moves • only up to ‘swellings’ • not past.

  21. Movies!!

  22. Function of Lis1 - knockdown by siRNA strong kd blocks both centromere and nuclear movement weaker kd blocks mainly nuclear movement

  23. LIS1/Dynein und Nukleokinese

  24. Doublecortin(dcx) Bipolar - multipolar - bipolar

  25. Termination der Wanderung:Ablösen von der radialen Gliazelle‚reeler Mausmutante‘

  26. Reeler-Mutation PP spaltet nicht in Cajal-Retzius und Subplate auf - Superplate statt dessen. 2. Cortexschichten sind invers/disorganisiert

  27. Cajal-Retzius-Neurone Cajal-Retzius-Neurone Die Mausmutate „Reeler“ weist gestörte Schichtung der Kortex auf; Das Protein reelin ist ein 390 kD Protein mit Homologien zu ECM Proteinen Reelin wird von Cajal-Retzius-Neuronen produziert.

  28. Reelin blockiert die Wanderung von Neuronen entlang von Astrozyten in vitro und in vivo; die Zellen lösen den Kontakt Stop Ablösen Gelb:reelin-beschichtete fluoresz. Kugeln (bzw. Kontrollkugeln) Rot: BrdU-markierte korticale Neuronen Blau: Zellkernmarkierung Dulabon et al., 2000

  29. Zellulärer Wirkungsmechanismus?Wie bestimmt reelin die laminare Position im Cortex? • Stop signal • Ablösung von radialer Glia - s. Seminar • Wirkt auf Gliazelldifferenzierung - Effekt auf laminare Position indirekt.

  30. Molekularer Wirkungsmechanismus: Der Effekt von reelin wird durch ApoE-R, VLDL-R und Dab1 vermittelt • Knockout von Reelin, Dab1 und ApoE-Rezeptor2, VLDL-Rezeptor zeigen denselben Phänotyp. • Rezeptorkomplex enthält u.a. VLDLR, ApoER2 • Dab1 ist ein Protein, das mit dem cytoplasmatischen Bereich von VLDLR uand ApoER2 interagiert. • Dab1 wird durch cdk5 phosphoryliert; cdk5-ko zeigt denselben Effekt wie Reelin-knockout Rice and Curran, 1999

  31. Molekularer Wirkungsmechanismus: Der Effekt von reelin wird durch a3b1 Integrin vermittelt (a3b1-/-) In vivo in vitro Dab1 wirkt durch a3 Integrin Seminar in vitro Dulabon et al., 2000

  32. Endozytose-Modell der Reelin-Signaltransduktion- könnte auch den Effekt von Reelin im RMS erklären Kettenwanderung - Einzelzellwanderung gliophil neurophil Dulabon et al., 2000

  33. Zellbewegungsmutationen Periventrikul. Lissencephalie I Reeler Lissencephalie II Heterotopie Doppel-Kortex Kontrolle Filamin Lis1/Dcx Reelin Basalmembran Fukutin

  34. Tangentiale Wanderung im Vorderhirn • Wanderung im rostralen Wanderungsstrom (RMS) • Axonophile Wanderung in das Vorderhirn: GnRH Neurone • Zellwanderung vom Striatum zum Cortex.

  35. Wanderung im rostral migratory stream (RMS) reelin PSA-NCAM NCAM-ko: stark reduzierte Wanderung Reelin-ko: Neuronen können den RMS nicht verlassen

  36. Axonophile Wanderung im Vorderhirn: GnRH Neurone Kallmann Syndrom: Kein Geruchsinn und Keine Geschlechtsorgane GnRH steuert die Produktion von LH und FSH - wichtig für Gonadenentw.

  37. Zellwanderung im Telecephalon vom Subpallium zum Pallium (Cortex)

  38. Zellwanderung im Telecephalon vom Subpallium zum Pallium (Cortex)

  39. Tangentiale Wanderung im Cortex Die Zellen wandern zunächst durch die Randzone oder Subplate und vermeiden die Rindenschicht - breiten sich erst in der letzten Phase der Wanderung im Cortex aus.

  40. Chemokin SDF-1

  41. Verschiedene Vorläuferzellen werden in verschiedenen Bereichen produziert (Glutamaterg -Pallium, GABAerg - Subpallium, Cholinergic - Subpallium, ganz ventral) Was ist der Vorteil wenn unterschiedliche Nervenzelltypen in verschiedenen Bereichen des Cortex produziert werden und dann durch Wanderung gemischt werden? Vielleicht ist es leichter an einer Position nur einen Typ von Nervenzelle zu machen als verschiedene Typen nacheinander? (aber Cortex, Retina)

  42. Neuralleistenzellwanderung - Kettenwanderung

  43. Analyse der Neuralleistenzellwanderung

  44. Neuralleistenzellwanderung

More Related