神經管

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神經管(英文:neuraltube)為脊椎動物及原索動物的神經胚期所見到的一種最明顯的變化,神經板閉合作為中樞神經系統最初原基的神經管形成過程的總稱。其中也包含著伴隨形態成活動、神經母細胞等出現的神經上皮分化過程。

神經管形成的方式

  形成的兩種方式   神經管是中樞神經系統的原基,其形成有兩種方式。   1.Primary neurulation由外胚層細胞增殖內陷、並最終離開外胚層表面而形成中空的神經管,大多數脊椎動物頭部神經管采此種方式。

神經管

  它可分為三個過程:   (1)Neuralplate(神經板)的形成:背部mesoderm誘導中線外胚層細胞變長,而其側翼的預定外胚層細胞變扁平,使預定的神經區域凸出於周邊外胚層而成為神經板;預定的表皮細胞神經細胞的運動導致二者交界處形成neuralfold(神經褶)。   (2)Neuralfloorplate(神經底板)的形成:由神經板中線區的細胞組成,而神經褶成為神經管的背部。   (3)神經板的彎曲:神經板中線細胞被notochord錨定,背側兩邊各一處也被相鄰的外胚層錨定,被錨定的細胞變短、頂端收縮使神經板出現三個溝,然後神經板以這

三個溝為支點而彎曲。同時,外胚層向中線移動的推力也促使神經板彎曲。   (4)神經管的閉合:指中線兩側的神經褶在背部中線處合併。神經管最終要與其背部上方的外胚層分開,這一過程可能受鈣粘蛋白介導。鳥類神經管閉合早晚與A-P軸走向一致;哺乳動物神經管的閉合同時發生在多處。在人類胚胎上,神經管閉合失敗導致胎兒先天缺陷;SHH、Pax3等是閉合所必需的,葉酸可降低神經管缺陷風險。   2.Secondary neurulation神經管由細胞組成的實心索中空而成。魚類完全以此類方式形成神經管,而鳥類、哺乳動物、兩棲動物胚胎僅尾部神經管的形成採用此方式。

形成過程

  神經管(英文:neuraltube)亦稱髓管。在脊椎動物和原索動物的胚胎髮育早期,神經板閉合而形成的管狀物,它沿著脊索縱行位於脊索的背面。以後形成中樞神經系統和脊椎動物的眼睛。神經管的前端或者後端,往往在一段時間內是不閉合的,故稱神經孔。就下述脊椎動物來看,神經管從

神經管

形成初期,前方粗,越靠近後方越細;前方分化成腦,後方分化成脊髓。由腦部的左、右側生出一對球狀的突起形成眼泡,它是由神經管本身分出並向體表延伸而形成的。另一方面,在形成腦的部分可以區分出三個鼓泡,這就是所謂的原始腦泡,由前到後分別稱為前腦中腦和後腦。連接後腦後方的細管相當於未來的脊髓。在神經管的中央起初是一個簡單的腔(神經腔),但是,在腦部的神經腔,隨著腦的形成發生了複雜的變化,而形成腦各部分的腦室,此時脊髓只留下簡單的中心管。   實驗發生學的研究證實,神經管各部分所連接的中胚層的組織類型,對神經管的形態學特徵有明顯的影響。起初,神經是由具強嗜鹼性的圓柱上皮細胞構成,以後其中一部分細胞經成神經細胞而成為神經細胞,其它部分則分化為神經膠質細胞和室管膜細胞等。   神經管和神經嵴的發生和早期分化。   人胚第3周初,在脊索的誘導下,出現了由神經外胚層構成的神經板。隨著脊索的延長,神經板也逐漸長大並形成神經溝。在相當於枕部體節的平面上,神經溝首先愈合成管,愈合過程向頭、尾兩端進展,最後在頭尾兩端各有一開口,分別稱前神經孔(anteriorneu-ropore)和后神經孔(posteriorneuropore)。胚胎第25天左右,前神經孔閉合,第27天左右,后神經孔閉合,完整的神經管形成。神經管的前段膨大,衍化為腦;後段較細,衍化為脊髓。   在由神經溝愈合為神經管的過程中,神經溝邊緣與表面外胚層相延續的一部分神經外胚層細胞遊離出來,形成左右兩條與神經管平行的細胞索,位於表面外胚層的下方,神經管的背外側,稱神經嵴(neuralcrest)神經嵴分化為周圍神經系統神經節和神經膠質細胞、腎上腺髓質嗜鉻細胞黑色素

神經管缺陷的預防藥物

細胞、濾泡旁細胞、頸動脈體I型細胞等。另外,神經嵴頭段的部分細胞還可變為間充質細胞,並由此分化為頭頸部的部分骨、軟骨肌肉結締組織。因此,這部分神經嵴組織又稱為中外胚層(mesoectoderm)。

形成后管壁的變化

  神經板由單層柱狀上皮構成,稱神經上皮(neuroepitheliuim)。當神經管形成后,管壁變為假復層柱狀上皮,上皮的基膜較厚,稱外界膜(externallimitingmembrane)。神經上皮細胞不斷分裂增殖,部分細胞遷至神經上皮的外周,成為成神經細胞(neuroblast)。之後,神經上皮細胞又分化出成神經膠質細胞(glioblast),也遷至神經上皮的外周。於是,在神經上皮的外周由成神經細胞和成膠質細胞構成一層新細胞層,稱套層(mantlelayer)。原來的神經上皮停止分化,變成一層立方形或接柱狀細胞,稱室管膜層(ependvmallaver)。   套層的成神經細胞起初為圓球形,很快長出突起,突起逐漸增長並伸至套層外周,形成一層新的結構,稱邊緣層(marginallayer)。隨著成神經細胞的分化,套層中的成膠質細胞也分化為星形膠質細胞和少突膠質細胞,並有部分細胞XX邊緣層。

神經管畸形

  神經管畸形(neural tube defects, NTDs)是一類發病率高且後果嚴重的出生缺陷,是在神經溝關閉形成神經管時產生的一種先天畸形。如果神經溝前部閉合缺陷形成無腦,神經溝中部或尾部閉合缺陷則造成腦脊膜膨出或其它繼發性缺陷例如脊柱裂等。該缺陷是一種「多病因」的疾病,是遺傳因素環境因素綜合作用的結果,單一因素還不能正確解釋其發病機理。多年來國內外學者對此進行了積極的研究並且取得了頗有價值的成果,特別是近幾年來的研究認為細胞凋亡在胚胎神經管畸形形成中起著重要作用。

細胞凋亡在胚胎神經管畸形發生中的作用

  胚胎髮育過程中在特定的時間和部位發生控制性細胞死亡,若這種精確調節的細胞死亡程序改變則可能引起多種先天性畸形 [11]。現已發現許多胚胎髮育畸形或異常均與細胞凋亡機制失常有關,其中包括神經管畸形。

遺傳因素導致的細胞凋亡與神經管畸形

  近年來,有關遺傳性高同型半胱氨酸血症與神經管畸形的關係已有不少報道。遺傳性四氫葉酸還原酶缺陷[12] 和胱硫脒-β-合成酶缺陷[13]都會導致同型半胱氨酸的代謝發生障礙,造成高同型半胱氨酸血症,從而引起胚胎神經管畸形。