Transcript 4 sejt-letelepedes polarizacio nyulvanyosodas

Ig Szupercsaládba (IgSF)tartozó sejtadhéziós molekulák
CD2
CD48
The SIGLEC family (e.g. CD22, CD83)
Intercellular adhesion molecules (ICAMs)
Vascular cell adhesion molecules (e.g. VCAM-1)
Neural Cell Adhesion Molecule (NCAM)
NCAM
Speciális sialyl-transzferázok:
• szialinsavat kötnek szialinsav-lánchoz; a-2,8 pozíciókban
• expressziójuk fejlődés során jelentősen változik
• dinamikusan átalakuló idegszöveti területeken folyamatosan jelen vannak
Adhézió-regulátor (guidance) molekulák
Receptor
Ligand
Letapadási jel
repulzív/attraktív
Wadsworth, Hedgecock 1996
DCC/Unc5
Netrin
Robo
Slit
repulzív
Wong et al., 2002
Neuropilin
Semaphorin
repulzív/attraktív
Chen et al., 1998
Eph (Trk
receptors)
Ephrin
repulzív/attraktív
Himanen, Nikolov 2003
NogoR
MAG,Omgp,
Nogo66
repulzív
McGee, Strittmatter, 2003
SEMA I, II, VIII: gerinctelen; receptor: plexinek
SEMA III-VII : gerinces;
receptor: neuropilin 1 és 2
A sejtek ECM-környezetét / felépítését módosító hatások
ADAMS proteázok
ecto glükozil-transzferázok
UDP-glucose, UDP-galactose, UDP-GlcNAc, UDP-GalNAc, UDPxylose, UDP-glucuronic acid, GDP-mannose, GDP-fucose, and CMPsialic acid
ecto ATPázok
(ecto-kinázok)
disintegrin-like + metalloprotease domain (reprolysin-type) +thrombospondin type 1
motiívumok
Disintegrin domain: 45 to 84 amino acids in length; RGD sequence +...( viper venoms)
Szekretált proteázok
Módosítják: procollageneket, Willebrand faktort,
aggrecan-t, versican-t and brevican-t, stb.
Reelin
3461 amino sav; 388 kDa
Se-proteáz?
Signal peptid
Strombopondin-szerű szekvencia
Reelin-egyedi szekvencia
Reelin receptorok és szignál-útvonal:
Receptorok:
Very low density
lipoprotein receptor
(VLDLR),
apolipoprotein E receptor
2 (APOER2)
alpha-3-beta-1 integrin
8 reelin-repeat
EGF-szerű motivum-inzertekkel
Konzervatív szekvencia
The phosphorylation of Disabled-1 (Dab1) results in binding
of Lis1 (the product of the Pafah1b1 gene, a component of
the brain platelet-activating factor acetylhydrolase 1b
(Pafah1b) complex) to phosphorylated Dab1 in response to
Reelin.
The catalytic subunits of the Pafah1b complex specifically
bind to the NPxYL sequence of VLDLR, but not to ApoER2.
(D’Arcangelo 2007)
Reelin termelő sejtek → radialis glia nyúlványok rendeződnek;
→ neuron-előalakok vándorlása rendezett
Nomura et al., 2008. PlosOne 3(1): e1454
rágcsálók
SVZ
Garcia-Verdugo 1998
RMS: rosztrális migrációs ösvény
Fiatal migráló idegsejt-előalakok PSA-NCAM-t hordoznak;
láncokba rendeződnek; egymáson „csúszva” vándorolnak
Vad típus
Szubventrikuláris zóna
ependyma
agyszövet
PSA-NCAM staining
Tg737orpk
mutáns mice: Polaris:
normális csillógenezis
kamra
Sawamoto, Buylla et al. 2006
Choroid plexus caudalisan: Slit2-t termel, ependyma Slit2 gradienst alakit ki:
kemorepulziv hatás, migráció orientációjának irányítása !!
Az idegsejt-prekurzorok a működő agyszövettől
elzártan vándorolnak
McCaffery 2006, Alvarez-Buylla 2002, Seri 2004
Rodent SGZ
GFAP/PSA-NCAM
Idegi őssejtek asztroglia felszínen
N-tub
Vándorlás;
Letelepedés;
Polarizálódás
Környei Zs. felvételei; MTA KOKI
N-tub
Posztmitótikus Idegi előalakok asztroglia felszínen
Expression of various laminin a-chains
Expression of fibronectin
0,8
**
0,6
*
**
*
**
0,4
**
**
0,2
0,0
-0,2
**
-0,4
**
days
-0,6
3
1
Lama
Lama1
Expression of
integrin a-chains
Lama2
Lama4
**
0,6
p< 0,05
0,5
**
0,4
p< 0,05
0,3
0,2
p>0,5
0,1
**
**
7
rel.expression [log ratio]
0,7
** **
Lama5
Lamb1
Lamb2
Lamc1
*p< 0,5
0
0
**p< 0,05
2
4
days of induction
6
8
Idegi nyúlványok fejlődése
1.
Nyúlvány-kinövés – az idegsejt-polaritás kialakulása
2.
Nyúlvány-növekedés (elongáció)
3.
Irányválasztás – „aktivitás-független” benövés
4.
•
attraktív, repulzív, permisszív felületek
•
Kötegelődés
Aktivitás-függő nyúlvány-szelekció
Lipton 1998
axon
dendrit
anterográd, kinesin
plus end
minus end
retrográd, dynein
Idegi nyúlványok fejlődése
1.
Nyúlvány-kinövés – az idegsejt-polaritás kialakulása
2.
Nyúlvány-növekedés (elongáció)
3.
Irányválasztás – „aktivitás-független” benövés
4.
•
attraktív, repulzív, permisszív felületek
•
Kötegelődés
Aktivitás-függő nyúlvány-szelekció
Jürgen Löschinger felvétele
Fázis-kontraszt mikroszkópos video-felvétel
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
Elektronmiszkrópos felvétel.
*: növekedési kúp; : épülő nyúlvány
Growth cone
target
BDNF
ECM
GABA
[Ca2+]I
Receptor
Ligand
release
Protein synthesis
exocytosis
GABAA
GABAB
[Ca2+]I
phosphorylation
Protein
production
release
Letapadási jel
repulzív/attraktív
DCC/Unc5
Netrin
Wadsworth, Hedgecock 1996
Robo (Roundabout ) 1-3
Slit 1-3
Repulzív, sejt-polaritás, attraktív
(Ypsilanti ,Development 2010)
Neuropilin
Semaphorin
repulzív/attraktív
Ca++
hullám
chemorepellent
Slit
Ca++ hullám iránya Slit-receptor
(Robo) lokalizációjától függ
kisagyi
szemcsesejt
növ. kúp
Chen et al., 1998
Eph (Trk)
receptors
Ephrin
NogoR
MAG,Omgp,
Nogo66
repulzív/attraktív
Himanen, Nikolov 2003
repulzív
McGee, Strittmatter, 2003
CICR
Ca++ indukált
Ca++ release
8 um/sec
SEMA I, II, VIII: gerinctelen; receptor: plexinek
SEMA III-VII : gerinces;
receptor: neuropilin 1 és 2
Ibanez 2007
Slit-Robo signalling.
Szekretált
ECM molekula
IgCAM
Ypsilanti A R et al. Development 2010;137:1939-1952
Baresi et al., Development, 2005. 132, 3643-3656
„Glia-hidak” kialakulnak a középvonalat átlépő axonok megjelenése előtt.
Zebrahal embrió
AC: commissura anterior; POC : commissura post optica;
Shu et al. J. Neurosci., 2003 • 23(22):8176–8184
Baresi et al., Development, 2005. 132, 3643-3656
Netrin/Dcc and Slit/Robo pathway interactions.
A cerebro-spinális traktus „út-találása”
A.J. Canty, M. Murphy / Progress in Neurobiology 85 (2008) 214–235
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; http://synapses.mcg.edu/atlas/
Idegi nyúlványok fejlődése
1.
Nyúlvány-kinövés – az idegsejt-polaritás kialakulása
2.
Nyúlvány-növekedés (elongáció)
3.
Irányválasztás – „aktivitás-független” benövés
4.
•
attraktív, repulzív, permisszív felületek
•
Kötegelődés
Aktivitás-függő nyúlvány-szelekció; szinaptogenezis
P2
P17
Stanfield; O’Leary; 1985-95
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
Pattern generátor
Taricha torosa
TTX