初级神经胚形成是脊椎动物胚胎发育的核心过程,通过神经板的折叠与闭合形成神经管。该过程中细胞骨架蛋白驱动的顶端收缩形成中线铰接点及两个背侧铰接点,引导神经沟沿背-腹轴实现拉链式闭合。伴随神经褶融合,神经嵴细胞脱离迁移并分化为多种细胞类型。非经典Wnt信号通路在此期间的细胞极性调控异常,会导致脊柱裂等神经管闭合缺陷 [1]。
- 中文名称
- 初级神经胚形成
- 英文名称
- primary neurulation
- 定 义
- 由脊索中胚层引导覆盖在其上面的神经外胚层细胞增殖、内陷并脱离皮肤外胚层,形成中空神经管的过程。
- 应用学科
- 细胞生物学(一级学科),细胞分化与发育(二级学科)
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- 机制类型
- 原肠胚衍生过程
- 关键结构
- 神经板、神经沟、神经褶
- 相关疾病
- 脊柱裂、无脑畸形
- 产生细胞
- 神经嵴细胞
- 调控通路
- Wnt信号通路
- 模型生物
- 硬骨鱼(次级机制)
形成机制
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初级神经胚形成起始于外胚层细寒组赠循胞特化为神经板,通过连续的形碑体奔态学变化完成神经管构建。该过程涉及三个关键阶段:神经板纵向凹陷形成神经沟,两侧神经褶向中线隆起,最终辩院誉通过中线铰接点及两个背侧铰接点牵引完成闭合 [1]剃纹抹料酷断翻己欠战嫌组燥。
细胞运动机制
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- 顶端收缩由肌动蛋白微丝介导,集中在神经板中央形成中线铰接点
- 基底膜扩张推动神经板边缘形成背侧铰接点
- 细胞极性变化引发神经褶的定向弯曲运动
神经嵴迁移
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神经管闭合过程中,神经褶顶部的神经嵴细胞脱离上皮结构,经历上皮-间质转化后迁移至胚胎不同区域,分化为感觉神经元、神经胶质等多种细胞类型 [1]。这些过渡性细胞最终分化为:
- 外周神经系统细胞(感觉神经元、施万细胞)
- 颅面软骨细胞
- 内分泌细胞(如肾上腺髓质细胞)
信号调控
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非经典Wnt信号通路通过以下机制调控闭合过程:
- 1.平面细胞极性途径引导细胞定向排列
- 2.钙离子信号调节细胞骨架重组
- 3.细胞黏附分子表达调控影响融合精确性该通路关键基因(如非经典Wnt信号通路相关基因)突变已被证实与人类开放性神经管缺陷直接相关 [1]。
发育异常
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初级神经胚形成障碍主要导致两类先天性畸形:
- 颅部闭合失败引发无脑畸形
- 脊柱区闭合不全形成脊柱裂临床统计显示闭合缺陷多发生于妊娠第28天前后,与非经典Wnt信号通路基因突变直接相关 [1]。
比较发育学
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硬骨鱼类(如斑马鱼)采用次级神经胚形成机制:
- 通过实心细胞索中央空腔化形成神经管
- 缺乏神经嵴细胞的大规模迁移现象
- 闭合过程不依赖铰接点力学系统初级神经胚形成是神经管形成的核心过程,通过神经板折叠、神经沟中线形成及神经褶侧缘融合实现 [1]。