Istmisk arrangör

Den istmiska organisatören , eller isthmusorganisatorn , även känd som midbrain-hindbrain boundary ( MHB ), är en sekundär organisatörsregion som utvecklas i korsningen mellan mellanhjärnan och metencephalon ( embryonal bakhjärna ). MHB uttrycker signalmolekyler som reglerar differentieringen och mönstringen av det intilliggande neuroepitelet . Detta möjliggör utveckling av mellanhjärnan och bakhjärnan samt specificering av neuronala subtyper i dessa regioner. Det faktum att MHB är tillräckligt för utvecklingen av mitt- och bakhjärnan visades i ett experiment där vaktel- MHB- celler transplanterade in i framhjärnan på en kyckling kunde inducera en ektopisk mellanhjärna och lillhjärnan .

Utveckling av näset (MHB)

Utvecklingen och placeringen av MHB medieras av transkriptionsfaktorerna Otx2 och Gbx2 . Otx2 uttrycks i det främre neuralröret och celler i det bakre nervröret uttrycker Gbx2 . Dessa två homeodomän transkriptionsfaktorer aktiveras av Irx1 och korshämmar sedan varandra i det utvecklande centrala nervsystemet (CNS). Detta leder till skapandet av en definierad gräns som blir den istmiska organisatörsregionen efter att neuralröret stängs.

Signalerande molekyler

De viktigaste transkriptionsfaktorerna och signalmolekylerna som är involverade i bildandet och underhållet av den istmiska organisatören.

Det vanliga kombinerade uttrycksmönstret för alla inblandade signalmolekyler är nödvändigt för bildandet och underhållet av MHB såväl som utvecklingen av mellanhjärnan och cerebellum. Följande tre signalmolekyler verkar i ett sammankopplat nätverk för att sätta upp och underhålla MHB. Förlust av någon av dem leder inte bara till minskat uttryck av de andra två utan kommer också att leda till partiell eller fullständig förlust av mellanhjärnan och bakhjärnan.

Fgf8

Interaktionen mellan Otx2 och Gbx2 vid MHB resulterar i uttryck av fibroblasttillväxtfaktor 8 (Fgf8) . Av de kända isoformerna av Fgf8 har Fgf8a och Fgf8b visat sig uttryckas vid den istmiska organisatören med Fgf8b som förekommande . Fgf8 -uttryck leder till aktivering av En1 i celler som uttrycker både Irx1 och Otx2 .

Fgf8 visade sig vara en organiserande molekyl i MHB genom ett experiment där en Fgf8-laddad pärla placerades på en mer främre region av neuralröret. Detta resulterade i bildandet av en ny ektopisk MHB och visade att Fgf8 kunde efterlikna aktiviteten hos MHB för att inducera bildandet av mellanhjärnans och bakhjärnans strukturer från de främre vävnaderna .

Fgf8-signalering vid MHB kombinerat med Otx2 -uttryck inducerar dopaminerg neurondifferentiering i mellanhjärnan. Å andra sidan, när Fgf8-uttryck sprids in i den Gbx2 -uttryckande bakhjärnan, leder det till serotonerg neurondifferentiering. Senare i embryonal utveckling lokaliseras Fgf8- uttryck till de rostrala mest Gbx2- uttryckande cellerna (caudal region av MHB) i neuralröret.

Wnt1

Wnt1 uttrycks huvudsakligen i hela mellanhjärnan ( Otx2- uttryckande celler) till en början. När gränsen mellan mellanhjärnan och bakhjärnan har bildats, Wnt1 -uttrycket till neuralrörets takplatta och till den bakre delen av mellanhjärnan. Vid MHB spelar Wnt1 en roll i cellproliferation och upprätthåller även FGF8- uttrycket.

Engrailed-1

Transkriptionsfaktorn En1 uttrycks i MHB. I celler som uttrycker både Otx2 och Irx1 , aktiveras En1 av Fgf8-signalering. En1- uttryck i celler som uttrycker både Pax2 och Otx2 leder till en mellanhjärnans identitet/öde.