Sok féle idegsejt jellegzetes idegsejt-sajátságok

Átírás

1 Sok féle idegsejt jellegzetes idegsejt-sajátságok Élettartam ~ szervezet életideje Kosársejt; patkány hippocampus CA1 régió axon s.r. s.p. dendrit s.o. 100 mm Zemankovics Rita rekonstrukciója; MTA KOKI

2 Az idegsejt általános jellegzetességek 1. Excitábilis sejt elektromos kommunikáció az adott sejt részei között - Feszültség-függő kation-csatornák és ion-pumpák nagy sűrűsége; speciális eloszlása (axon-domb; preszinapszis...) 2. Információ-továbbításra szakosodott sejt - sejt-polaritás (dendrit; axon) - távoli cél- és onformáló sejteket elérő hosszú nyúlváyok citoplazma 90%-a a nyúlványokban lehet hatalmas (megújuló) membrán-felület a sejttömeghez képest speciális intracelluláris transzport-folyamatok igen sok adhéziós (sejtalakot rögzítő) adhezív (sejt-sejt) kapcsolat sejttestől távoli fehérje-szintézis; nyúlvány-végek önálló plaszticitása Osztódásra és helyváltoztatásra képtelen, végdifferenciált sejt 3. Szekretoros sejt - Több féle szekrétum (neurotranszmitter, neuropeptid, növekedési faktor) - Több féle szekréciós mechanizmus (szinaptikus szekréció; exocitózis) 4. Receptor sejt - Specializált kémiai receptor-áreák (posztszinapszis) - Információ-integrálás Kommunikációs csatorna úthossza elérheti emberben az 1 m-t Az idegsejt-felszín specializált membrán-foltok mozaikja; A teljes felszín átlagosan 48 óránként megújul; Aktuális eloszlásukat a funkció szabja meg

3 Pia - ECM 17 napos human Radiális neuroepithel sejt Idegsejt-előalak Laterális indukció / gátlás Radiális glia kamra ECM Szimmetrikus mitózisok aszimmetrikus Notch Hes ErbB2 BLBP Delta-1 Mash/Ngn1,2 NRG-1

4 Notch/Delta rendszer differenciálódó sejt differenciálatlan sejt DSL membrán fehérjék Delta, Serrate, Lag-2 CSL TFs CBF1/RBP (emlős), Su(H) (Drosophyla), Lag-1 (caenorhabditis) NICD Notch Intracellular Domain TACE/ADAM17 TNFa Converting Enzyme - A Disintegrin And Metalloprotease

5 Bázikus helix-loop-helix transzkripciós faktor fehérjék L Delta membrane H bhlh H Pro-neuronális gének Mash 1, Ngn 1,2, Math 1 Neuronális gének Math 2, NeuroD Hes1 Hes5 Mash1 Math1 ngn Neural stem/progenitor cells Neuronal progenitor cells Neurons Ryoichiro Kageyama and Shigetada Nakanishi; Current Opinion in Genetics & Development 1997, 7:

6 Laterális gátlás (Drosophila proneurális cluster)

7 Embrionális sejt-vándorlás az elsődleges germinatív zónából 17 napos human Migráló neuron prekurzorok radiális glia Halfter, W. et al. J. Neurosci. 2002; Rakic P. J. Comp. Neurol. 1972, 145: Az elsődleges germinatív zónából származó idegsejt-előalakok a radiális glia nyúlványok mentén vándorolnak Születésnapjuk : 3 H-timidin, BrdU beépülés

8 Reelin 3461 amino sav; 388 kda Se-proteáz? ffrench-constant, 2007 Signal peptid Strombopondin-szerű szekvencia Reelin-egyedi szekvencia 8 reelin-repeat EGF-szerű motivum-inzertekkel Radiális glia asztroglia Nomura et al., PlosOne 3(1): e1454 Konzervatív szekvencia Újszülött neuron Noctor et al. J. Neurosci., 2002, 22(8): perinatális periódus (~E18-P10)

9 A másodlagos germinatív zóna a primér zóna származéka : Asztroglia, Oligodendroglia Vetítő neuron Kis vetítő neuron Lokális közti neuron Radiális glia SVZ VZ ependyma Primér germinatív réteg Másodlagos germinatív réteg E1 0, 5 E10.5 prenatális posztnatális E1 0,5 E10,5 E10, Adult 5 Alvarez-Buylla 1998 Shuurmans 2004

10 Jürgen Löschinger felvétele Az axon növekedési kúp letapadása, előrehaladása folyamatos membrán-épülést jelent a kúp vezető élén, filopódiumaiban, és anyag-beépülést a rögzülő axon-rúd növekedési kúp mögötti részén

11 Növekedési kúp számára a legjobb letapadási felület a szomszéd nyúlvány felszíne: A nyúlványok kötegeket képeznek Az kérgi sejtek nyúlványai bevezetik a thalamus sejtek nyúlványait a jövendő kéreg felé Molnár Zoltán felvétele J. Spacek;

12 Ca++ hullám chemorepellent Slit Ca++ hullám iránya Slit-receptor (Robo) lokalizációjától függ kisagyi szemcsesejt növ. kúp Receptor Ligand Letapadási jel DCC/Unc5 Netrin repulzív/attraktív Wadsworth, Hedgecock 1996 CICR Ca ++ indukált Ca ++ release 8 um/sec Robo (Roundabout ) 1-3 Slit 1-3 Repulzív, sejt-polaritás, attraktív (Ypsilanti,Development 2010) Neuropilin Eph (Trk) receptors Semaphorin Ephrin repulzív/attraktív Chen et al., 1998 repulzív/attraktív Himanen, Nikolov 2003 Ibanez 2007 NogoR MAG,Omgp, Nogo66 repulzív McGee, Strittmatter, 2003 SEMA I, II, VIII: gerinctelen; receptor: plexinek SEMA III-VII : gerinces; receptor: neuropilin 1 és 2

13 Specifikus úttalálás: adhéziós vezető molekulák és receptoraik időzített expressziója Slit a középvonalban jelen van; Robo megjelenése a növekedési kúpokban időzített

14 Glia-hidak kialakulnak a középvonalat átlépő axonok megjelenése előtt. Zebrahal embrió AC: commissura anterior; POC : commissura post optica; Baresi et al., Development, ,

15 I. Poli-innerváció specifikus szinapszisok BDNF BDNF II. Az izom véglemez érése : nachr-ok eloszlása

16

17 Growth cone target BDNF ECM Protein synthesis exocytosis GABA GABA A GABA B Propagated waves [Ca2+]I release [Ca2+]I phosphorylation Protein production release Jelitai, Madarasz; Int.Rev.Neurobiol Fire together, wire together

18 P2 P17 Stanfield; O Leary; Retrográd jelzéssel a medulla felől visszajelezhető : P2: a teljes V. kérgi réteg P17: szenzomotoros kéreg P2-nél + P17-nél végzett kettős visszajelzés: Nem a sejtek, csak a nem megfelelő helyen végződő nyúlványok tűnnek el : Fejlődés-diktálta nyúlvány-elimináció

19 Pan-neurogenezis Sejtprodukció: sokszoros feleslegből válogatódnak a túlélő neuron-előalakok Sejtvándorlás: megengedő, vonzó és taszító adhéziós jelzések szelektálják a sejteket Nyúlványnövekedés/visszahúzódás: sokszoros feleslegben burjánzik az axon; aktivitás választja ki a fennmaradó nyúlványokat Szinapszis képzés/fennmaradás : csak kölcsönösen aktív partnerek között lehetséges Sokszoros szelekció: Környezet és aktivitás által kiválasztott idegsejtek és idegi kis-hálózatok maradnak fenn Komplex genetikai hatások fokozatosan alakítják ki