| Περίληψη: | Ο τελεγκέφαλος γεννάται κατά την εμβρυϊκή ανάπτυξη από πολλαπλασιαζόμενα νευροεπιθηλιακά κύτταρα στο πρόσθιο τμήμα του νευρικού σωλήνα και ακολούθως δίνει γένεση σε διακριτές δομές του ενήλικου εγκεφάλου συμπεριλαμβανομένου του εγκεφαλικού φλοιού. Στον αναπτυσσόμενο εγκεφαλικό φλοιό του μυός, το σύνολο των διαφοροποιημένων κυττάρων, που περιλαμβάνει τους νευρώνες και τα γλοιακά κύτταρα, γεννάται κατά τη νευρογένεση από δύο τύπους πρόδρομων νευρικών κυττάρων, τα κορυφαία νευρικά πρόδρομα κύτταρα και τα βασικά νευρικά πρόδρομα κύτταρα που καταλαμβάνουν τις νευρογενετικές περιοχές του εγκεφαλικού φλοιού, την κοιλιακή και υποκοιλιακή ζώνη αντίστοιχα. Τα νευροεπιθηλιακά κύτταρα καταλαμβάνουν την κοιλιακή ζώνη και αποτελούν τον αρχικό πληθυσμό των νευρικών πρόδρομων κυττάρων που θα δώσει γένεση σε όλους τους υπόλοιπους. Κατά την έναρξη της νευρογένεσης, τα νευροεπιθηλιακά κύτταρα δίνουν γένεση στους πρώιμους νευρώνες του εγκεφαλικού φλοιού καθώς και σε άλλους πληθυσμούς νευρικών πρόδρομων κυττάρων: τα κύτταρα ακτινωτής γλοίας και τα βραχέα πρόδρομα νευρικά κύτταρα που, επίσης, καταλαμβάνουν την κοιλιακή ζώνη και τα βασικά νευρικά πρόδρομα κύτταρα τα οποία εγκαταλείπουν την κοιλιακή ζώνη για να σχηματίσουν την υποκοιλιακή ζώνη. Η νευρογενετική διαδικασία ρυθμίζεται από πλήθος παραμέτρων που περιλαμβάνουν εκκριτικά μονοπάτια σηματοδότησης, μεταγραφικούς παράγοντες, την επιγενετική ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης και την κινητική του κυτταρικού κύκλου.
Προηγούμενες μελέτες του εργαστηρίου μας ανέδειξαν το ρόλο της Geminin στη ρύθμιση των αποφάσεων πολλαπλασιασμού και διαφοροποίησης των νευρικών πρόδρομων κυττάρων στον εγκεφαλικό φλοιό στα μέσα της εμβρυογένεσης. Η αποσιώπηση της Geminin στον αναπτυσσόμενο εγκεφαλικό φλοιό οδήγησε σε επέκταση του πληθυσμού των νευρικών πρόδρομων κυττάρων που αποικίζουν την κοιλιακή και υποκοιλιακή ζώνη, αφού απουσία της Geminin τα νευρικά πρόδρομα κύτταρα του φλοιού χαρακτηρίζονται από επιμήκυνση της S φάσης του κυτταρικού κύκλου, πραγματοποιούν κατά προτίμηση διαιρέσεις αυτοανανέωσης ενώ παρουσιάζουν μειωμένη ικανότητα δημιουργίας πρώιμα γεννηθέντων νευρώνων που αποικίζουν τις εν τω βάθει φλοιϊκές στιβάδες. Επιπρόσθετα, η υπερέκφραση της Geminin δείχθηκε πως προάγει την έξοδο από τον κυτταρικό κύκλο οδηγώντας σε πρόωρη νευρωνική διαφοροποίηση.
Με σκοπό την περαιτέρω μελέτη του ρόλου της Geminin κατά τη φλοιογένεση, το γονίδιο της Geminin αδρανοποιήθηκε κατά συνθήκη με αποτέλεσμα να αποσιωπηθεί στον τελεγκέφαλο κατά τα πρώιμα στάδια της γένεσης του εγκεφαλικού φλοιού, πριν την έναρξη της νευρογένεσης. Απουσία της Geminin οι μύες παρουσιάζουν μορφολογικές αλλοιώσεις που προσομοιάζουν με το φαινότυπο της μικροκεφαλίας και περιλαμβάνουν ατελή ανάπτυξη του εγκεφαλικού φλοιού, διαταραγμένη ανάπτυξη των οφθαλμών και κρανιοπροσωπική δυσμορφία. Ο παρατηρούμενος φαινότυπος χαρακτηρίζεται από μείωση του συνολικού αριθμού των κυττάρων που αποικίζουν τον τελεγκέφαλο συνοδευόμενη από υψηλά επίπεδα βλαβών στο DNA και απόπτωση. Η αποσιώπηση της Geminin οδηγεί σε μείωση των ποσοστώντων κορυφαίων νευρικών πρόδρομων κυττάρων και μειωμένη ικανότητα νευρωνικής διαφοροποίησης ενώ το ποσοστό των ενεργώς πολλαπλασιαζόμενων κυττάρων δε μεταβάλλεται.
Τα αποτελέσματά μας καταδεικνύουν τη συμμετοχή της Geminin στους μηχανισμούς που ρυθμίζουν την επιβίωση και τη διαφοροποίηση των νευρικών πρόδρομων κυττάρων κατά τα πρώιμα στάδια της φλοιογένεσης, προσδίδοντας στη Geminin ένα κρίσιμο ρόλο κατά τα πρώιμα στάδια της γένεσης του εγκεφαλικού φλοιού.
|
|---|
