During development of the mammalian

During development of the mammalian brain, neurons migrate long distances to form the complex laminar structures of the cerebral cortex (reviewed by McConnell 1995).Neocortical neurons arise in the ventricular neuroepithelium, which contains proliferating precursor cells. Postmitotic neurons exit the neuroepithelium in waves, the earliest to arrive in the cortical plate settle in the deeper layers, while later born neurons cross through these layers to successively reach regions closer to the cerebral surface (reviewed by 31 and 7). In this way, a six-layered neocortex develops. Migrating neurons mainly travel in association with radially extending glial fibres (40 and 30); however, tangential and chain migration have also been observed in some brain regions (29, 46,37 and 28). Many questions still remain concerning the corticogenesis process: the signals that determine the timing of cells leaving the proliferative pool, which ultimately affects their laminar fate (Frantz and McConnell 1996), the mechanism and direction of cell locomotion, and the recognition of the final destination.
Lissencephaly is a cortical malformation disorder associated with severe mental retardation and epilepsy (Harding 1996), which exists as an X-linked disease (X-LIS) caused by mutations in the doublecortin gene (des 10 and 16). Another related disorder is Miller Dieker syndrome consisting of lissencephaly with characteristic facial abnormalities (Dobyns et al. 1991), which is associated with the loss of function of theLIS1 gene product ( 42 and 22). Patients with lissencephaly have a thickened disorganized cortex, lacking the characteristic laminar pattern, and the surface of the brain is smooth without the gyri or folds found in normal individuals. X-LIS is often associated within the same pedigree with a second cortical dysgenesis disorder, subcortical laminar heterotopia (SCLHPinard et al. 1994), which mainly affects females, and is characterized by an apparently true cortex, but with a heterotopic layer of misplaced neurons. Mutations in the doublecortin gene account for most cases of SCLH (des Portes et al. 1998b). Both X-LIS and SCLH are believed to be disorders of neuronal migration; however, the function of Doublecortin and the pathophysiological mechanisms that result from its deficit remain unknown.
Several other genes have been isolated that, when disrupted, cause neuronal migration disorders in mice. One of them encodes Reelin, an extracellular matrix protein expressed by the Cajal-Retzius cells of the marginal zone (9 and 23), which is mutated in the reelermouse. Since Reelin is a secreted protein, its mode of action may be as a guidance molecule or stop signal for migrating neurons (reviewed by Pearlman et al. 1998). Mdab1, a protein involved in signaling, is mutated in scrambler and yotari mice, which have a very similar phenotype to reeler ( 25, 45 and 50). Two other signaling genes implicated in neuronal migration are cyclin-dependent kinase 5 (Cdk 5), a brain-specifickinase, and its neuronal specific activator p35 ( 35 and 8). Multiple molecular mechanisms are thus implicated in the formation of the cortex.
Major cytoskeletal changes are required in active migration (43 and 41): the neuronal cell extends a leading process toward the target destination, followed by a translocation of the nucleus and of cytoplasmic components (40 and 26). Axonal elongation is similarly dependent upon cytoskeletal dynamics (reviewed by 18 and 47). Identifying the molecules that participate in these cytoskeletal events is thus of considerable interest. It is clear that both microtubules (MTs) and actin filaments are important: both are present in leading and axonal processes, and the nucleus is surrounded by a MT network underlying a rim of actin filaments (Rivas and Hatten 1995). Interestingly, LIS1 was shown to interact with tubulin and to have an effect on MT dynamics (Sapir et al. 1997). Other recent data suggest that Cdk5 and p35 influence the reorganization of the actincytoskeleton (Nikolic et al. 1998).
In the present study, we have begun to explore the role of Doublecortin in neuronal development. We show that Doublecortin is a developmentally regulated, neuron-specific phosphoprotein, localized in cell bodies and the leading processes of migrating neurons and the axons of differentiating neurons. Our ex vivo and in vitro data show that Doublecortin is associated with MTs, suggesting that it is involved in the regulation of MT dynamics.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ในระหว่างการพัฒนาของสมองเลี้ยงลูกด้วยนมเซลล์โยกย้ายระยะทางไกลในรูปแบบโครงสร้างเป็นชั้นที่ซับซ้อนของเปลือกสมอง (สอบทานโดย McConnell 1995) เซลล์ประสาท .Neocortical เกิดขึ้นใน neuroepithelium กระเป๋าหน้าท้องซึ่งมี proliferating เซลล์สารตั้งต้น เซลล์ประสาท Postmitotic ออก neuroepithelium ในคลื่นที่เร็วที่สุดเท่าที่จะมาถึงในแผ่นเยื่อหุ้มสมองชำระในชั้นลึกในขณะที่เซลล์ประสาทเกิดภายหลังข้ามผ่านชั้นเหล่านี้ไปอย่างต่อเนื่องถึงภูมิภาคใกล้ชิดกับพื้นผิวสมอง (การตรวจสอบภายในวันที่ 31 และ 7) วิธีนี้เป็นเทกซ์หกชั้นพัฒนา การย้ายเซลล์ประสาทส่วนใหญ่เดินทางร่วมกับเส้นใย glial เรดิขยาย (40 และ 30); แต่สัมผัสและการย้ายถิ่นห่วงโซ่ยังได้รับการตั้งข้อสังเกตในบริเวณสมองบางส่วน (29, 46,37 และ 28) คำถามที่หลายคนยังคงเกี่ยวกับกระบวนการ corticogenesis นี้: สัญญาณที่กำหนดระยะเวลาของเซลล์ออกจากสระว่ายน้ำเจริญซึ่งในที่สุดจะส่งผลกระทบต่อชะตากรรมราบเรียบของพวกเขา (ฟและ McConnell 1996) กลไกและทิศทางของการเคลื่อนที่ของเซลล์และการรับรู้ของปลายทางสุดท้าย .
Lissencephaly เป็นโรคเยื่อหุ้มสมองพิการที่เกี่ยวข้องกับการชะลอความรุนแรงทางจิตและโรคลมชัก (ฮาร์ดิ้ง 1996) ซึ่งมีอยู่เป็นโรค X-linked (X-LIS) ที่เกิดจากการกลายพันธุ์ในยีน doublecortin นี้ (des 10 และ 16) อีกความผิดปกติที่เกี่ยวข้องเป็นดาวน์ซินโดรมิลเลอร์ Dieker ประกอบด้วย lissencephaly กับความผิดปกติของใบหน้าลักษณะ (Dobyns et al. 1991) ซึ่งมีความเกี่ยวข้องกับการสูญเสียหน้าที่ของผลิตภัณฑ์ยีน theLIS1 (42 และ 22) เดอะ ผู้ป่วยที่มี lissencephaly มีเปลือกหนาระเบียบขาดรูปแบบราบเรียบลักษณะและพื้นผิวของสมองเป็นไปอย่างราบรื่นโดยไม่ต้อง gyri หรือเท่าที่พบในบุคคลปกติ X-LIS มักจะเกี่ยวข้องภายในสายเลือดเดียวกันกับสองความผิดปกติ dysgenesis เยื่อหุ้มสมอง, heterotopia ราบเรียบ subcortical (SCLHPinard et al. 1994) ซึ่งส่วนใหญ่มีผลกระทบต่อผู้หญิงและโดดเด่นโดยเยื่อหุ้มสมองจริงเห็นได้ชัด แต่มีชั้น heterotopic ของเซลล์ประสาทถูกใส่ผิด . การกลายพันธุ์ในบัญชี doublecortin ยีนกรณีส่วนใหญ่ของ SCLH (des Portes et al. 1998b) ทั้ง X-LIS และ SCLH เชื่อว่าจะเป็นความผิดปกติของการย้ายถิ่นของเซลล์ประสาท; แต่การทำงานของ Doublecortin และกลไก pathophysiological ที่เป็นผลมาจากการขาดดุลยังไม่ทราบ.
ยีนอื่น ๆ อีกหลายได้รับการแยกว่าเมื่อกระจัดกระจายทำให้เกิดความผิดปกติของการย้ายถิ่นของเซลล์ประสาทในหนู หนึ่งของพวกเขาเข้ารหัส Reelin, โปรตีน extracellular เมทริกซ์แสดงโดยเซลล์ Cajal-Retzius ของโซนร่อแร่ (9 และ 23) ซึ่งมีการกลายพันธุ์ใน reelermouse ตั้งแต่ Reelin เป็นโปรตีนที่หลั่งโหมดของการกระทำอาจจะเป็นโมเลกุลคำแนะนำหรือหยุดสัญญาณสำหรับการย้ายเซลล์ประสาท (การตรวจสอบโดยเพิร์ล et al. 1998) Mdab1 ซึ่งเป็นโปรตีนที่มีส่วนร่วมในการส่งสัญญาณที่จะกลายพันธุ์ในโจทย์และ yotari หนูซึ่งมีฟีโนไทป์คล้ายกันมากกับ reeler (25 45 และ 50) สองยีนสัญญาณอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องในการโยกย้ายเส้นประสาทมี cyclin ขึ้นอยู่กับไคเนส 5 (Cdk 5), สมอง specifickinase และเส้นประสาท P35 Activator เฉพาะของตน (35 และ 8) กลไกระดับโมเลกุลหลายเกี่ยวข้องดังนั้นในการก่อตัวของเยื่อหุ้มสมองได้.
เปลี่ยนแปลง cytoskeletal หลักจะต้องใช้ในการโยกย้ายที่ใช้งาน (43 และ 41): เซลล์ประสาทขยายเป็นกระบวนการที่นำไปสู่เป้าหมายปลายทางตามด้วยการโยกย้ายของนิวเคลียสและของส่วนประกอบของนิวเคลียส (40 และ 26) การยืดตัว axonal เป็นในทำนองเดียวกันขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลง cytoskeletal (สอบทานจาก 18 และ 47) ระบุโมเลกุลที่มีส่วนร่วมในเหตุการณ์ cytoskeletal เหล่านี้จึงเป็นที่น่าสนใจมาก เป็นที่ชัดเจนว่าทั้ง microtubules (MTS) และเส้นใยโปรตีนที่มีความสำคัญทั้งที่มีอยู่ในกระบวนการชั้นนำและ axonal และนิวเคลียสล้อมรอบด้วยเครือข่ายพื้นฐานมอนแทนาขอบเส้นใยโปรตีน A (วาสและ Hatten 1995) ที่น่าสนใจ LIS1 ถูกนำมาแสดงในการโต้ตอบกับ tubulin และมีผลกระทบต่อการเปลี่ยนแปลงมอนแทนา (Sapir et al. 1997) ข้อมูลล่าสุดอื่น ๆ แนะนำว่า Cdk5 และมีอิทธิพลต่อการปรับโครงสร้างของ P35 actincytoskeleton ที่ (Nikolic et al. 1998).
ในการศึกษาปัจจุบันเราได้เริ่มที่จะสำรวจบทบาทของ Doublecortin ในการพัฒนาเส้นประสาท เราแสดงให้เห็นว่าเป็น Doublecortin ควบคุมการพัฒนาเซลล์ประสาทเฉพาะ phosphoprotein หน่วงในร่างกายของเซลล์และกระบวนการชั้นนำของการโยกย้ายเซลล์ประสาทและซอนของเซลล์ประสาทแยกความแตกต่าง เรา ex vivo และในหลอดทดลองแสดงให้เห็นว่าข้อมูล Doublecortin มีความเกี่ยวข้องกับเอ็มทีเอบอกว่ามันมีส่วนเกี่ยวข้องในการควบคุมของการเปลี่ยนแปลงมอนแทนา

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ในระหว่างการพัฒนาสมองของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมกลุ่มอพยพระยะทางไกล , แบบฟอร์มที่ซับซ้อนของโครงสร้างแบบสมองส่วนนอก ( ตรวจสอบโดย McConnell 1995 ) นี โอคอรติ คอลเซลล์ประสาทที่เกิดขึ้นใน neuroepithelium ( ซึ่งประกอบด้วยสารตั้งต้น proliferating เซลล์ postmitotic เซลล์ประสาทออกจาก neuroepithelium ในคลื่นแรกที่จะมาถึงในแผ่นเปลือกตั้งถิ่นฐานในชั้นลึก ในขณะที่ต่อมาเกิดเซลล์ประสาทข้ามผ่านชั้นนี้อย่างต่อเนื่องถึงบริเวณใกล้ผิวสมอง ( ดู 31 และ 7 ) วิธีนี้ หกชั้น Neocortex พัฒนา โยกย้ายเซลล์ประสาทส่วนใหญ่เดินทางร่วมกับต่อไปขยายเส้นใย glial ( 40 และ 30 ) อย่างไรก็ตาม แนวโซ่ยังได้รับการพบในบางพื้นที่ของสมอง ( 29 , 46,37 และ 28 ) คำถามมากมายยังคงอยู่ เกี่ยวกับกระบวนการ corticogenesis : สัญญาณที่กำหนดเวลาของเซลล์ออกจากสระ proliferative , ซึ่งในที่สุดผลของโชคชะตา ( และราบเรียบ ฟรานซ์ McConnell 1996 ) กลไกและทิศทางของการเคลื่อนที่ของเซลล์ และการรับรู้ของปลายทางlissencephaly เป็นสมองผิดปกติ โรคที่เกี่ยวข้องกับภาวะบกพร่องทางสติปัญญาขั้นรุนแรง และโรคลมชัก ( ฮาร์ดิง 1996 ) ซึ่งมีอยู่เป็น x-linked โรค ( x-lis ) เกิดจากการกลายพันธุ์ในยีน doublecortin ( เดส 10 และ 16 ) อื่นที่เกี่ยวข้องกับโรค คือ กลุ่มอาการมิลเลอร์ dieker ประกอบด้วย lissencephaly ที่มีลักษณะใบหน้าผิดปกติ ( โดบินส์ et al . 1991 ) ซึ่งเกี่ยวข้องกับการสูญเสียของฟังก์ชั่นของผลิตภัณฑ์ยีน thelis1 ( 42 22 ) ผู้ป่วย lissencephaly มีเปลือกหนา ไม่เป็นระเบียบ ขาดแบบแผนการลักษณะและผิวสมองเรียบโดยไม่ gyri หรือเท่าที่พบในบุคคลปกติ x-lis มักจะเกี่ยวข้องภายในสายเลือดเดียวกันกับโรคแกนภายในเปลือกที่สอง subcortical แบบ heterotopia ( sclhpinard et al . 1994 ) ซึ่งผลส่วนใหญ่เป็นเพศหญิง และมีลักษณะเป็นเปลือกนอกจริงแน่นอน แต่ด้วยชั้นของ heterotopic ผิดที่เซลล์ประสาท การกลายพันธุ์ในยีน doublecortin บัญชีสำหรับส่วนใหญ่ของ sclh ( des Portes et al . 1998b ) ทั้ง x-lis sclh และเชื่อว่าน่าจะเป็นความผิดปกติของการโยกย้าย อย่างไรก็ตาม การทำงานของ doublecortin และพยาธิสรีรวิทยากลไกซึ่งเป็นผลมาจากดุลของยังคงไม่ทราบยีนอื่น ๆหลายคนได้ถูกแยกออกเมื่อหยุดชะงัก เพราะการโยกย้ายผิดปกติในหนู หนึ่งของพวกเขาเข้ารหัสรีลินเป็นสารเคลือบเซลล์โปรตีนที่แสดงโดย cajal retzius เซลล์ของเขตชายขอบ ( 9 และ 23 ) ที่กลายพันธุ์ใน reelermouse . เพราะรีลินเป็นหลั่งโปรตีน , โหมดของการกระทำอาจเป็นคำแนะนำโมเลกุลหรือหยุดสัญญาณอพยพเซลล์ประสาท ( ตรวจสอบโดยเพิร์ลแมน et al . 1998 ) mdab1 , โปรตีนที่เกี่ยวข้องในการส่งสัญญาณ จะกลายพันธุ์ในเครื่อง yotari และหนูซึ่งมีภาวะคล้ายกับ reeler ( 25 , 45 และ 50 ) อีกสองสัญญาณยีนเกี่ยวข้องในการอพยพของเซลล์ประสาทถูกทำลาย ขึ้นอยู่กับลักษณะที่ 5 ( CDK 5 ) , specifickinase สมองและลักษณะเฉพาะของ Activator ( 3 8 ) กลไกระดับโมเลกุลหลายจึงติดร่างแหในการก่อตัวของเปลือกโลกการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญจะต้องใช้ในการอพยพไซโตร กเลตัล ( 43 และ 41 ) : เซลล์ประสาท ขยายผู้นำกระบวนการสู่เป้าหมายปลายทาง ตามด้วยการเคลื่อนย้ายของนิวเคลียสและไซโตพลาสต์ ( 40 และ 26 ) แอกโซนาลยืดตัวเป็นเหมือนกับขึ้นอยู่กับพลวัตไซโตร กเลตัล ( ตรวจสอบโดย 18 47 ) การระบุโมเลกุลที่เข้าร่วมในเหตุการณ์ไซโตร กเลตัลเหล่านี้จึงน่าสนใจมาก มันเป็นที่ชัดเจนว่าทั้งไมโครทูบูล ( เอ็มทีเอ ) และเครื่องปรับเป็นสำคัญทั้งในปัจจุบันและกระบวนการในการนำแอกโซนาลและนิวเคลียสล้อมรอบด้วยภูเขาริมเครือข่ายต้นแบบของเครื่องปรับ ( ริวาส และแฮตเทิ่ล 1995 ) น่าสนใจ lis1 แสดงโต้ตอบกับทูบูลิน และมีผลกระทบต่อพลวัต MT ( ซาเพียร์ et al . 1997 ) ข้อมูลล่าสุดอื่น ๆขอแนะนำให้ cdk5 ของอิทธิพลและการปรับโครงสร้างของ actincytoskeleton ( nikolic et al . 1998 )ในการศึกษาครั้งนี้ เราได้เริ่มสำรวจบทบาทของ doublecortin ในการพัฒนาของเซลล์ประสาท . เราแสดงให้เห็นว่า doublecortin จะได้รับการควบคุมประสาทฟอสโฟโปรตีนเฉพาะถิ่นในเซลล์ร่างกาย และนำกระบวนการของการโยกย้ายของการฉีดเซลล์ประสาทและเซลล์ประสาท ของเราเช่นชนิดข้อมูลในหลอดที่แสดง doublecortin เกี่ยวข้องกับเอ็มทีเอ , ชี้ให้เห็นว่ามันเกี่ยวข้องกับระเบียบของพลวัตตัน .