A közép-diencephalicus szervező , vagy SDO ( eng. mid-diencephalic organiser , MDO ) egy embrionális struktúra, amely a jövőbeli thalamus ("dorsalis thalamus") és a jövőbeli subthalamus (vagy más szóval a jövőbeli prethalamusz) határán képződik. , perithalamus, "ventral thalamus") az embrionális diencephalon fejlődése során . Kialakulása után a középső agyvelő szervező irányítja a jövőbeli thalamus és subthalamus további érésének és zonális szerveződésének teljes folyamatát .
Az embrionális érési folyamat, valamint a thalamus és subthalamus zonális szerveződésének befejeződése után a középső diencephaliás szervező működése megszűnik, és az úgynevezett korlátozott intratalamikus zónává ( lat. zona limitans intratalamica , ZLI ) alakul át, amely elválasztja a thalamus és subthalamus thalamus a subthalamusból keskeny csíkkal .
A Fez és Otx transzkripciós faktorok fehérje expressziós doménjei közötti találkozási területen (azaz a leendő szubtalamusz és a jövőbeli thalamus határán) az ún. mid-diencephalic organor , MDO) az embrionális thalamus komplexben képződik. A közép-diencephalicus szervező egyfajta "zenekari karmester", a thalamus és subthalamus teljes későbbi embrionális fejlődési folyamatának fő szervezője, amely a talamusz magjai sejtjeinek megfelelő differenciálásához szükséges intercelluláris jeleket küldi ki. és subthalamus . A middiencephalicus szervező hiánya a thalamus és gyakran a subthalamus hiányát eredményezi a fejlődő magzati agyban . Maga a middiencephalicus szervező a thalamus komplex embrionális fejlődése során érik a korábban érő ventrálisabb részeitől a később érő hátibb részei felé. Az SHH és Wnt családba tartozó fehérjék a közép-diencephalicus szervező által kibocsátott fő szabályozó és differenciálódási jelek.
A thalamus és subthalamus további embrionális fejlődésének teljes folyamatát irányító „zenekari karmesteri” funkción túl a középső diencephaliás szervező a thalamuson belül egy speciális szövettani struktúrává érik , az úgynevezett „ korlátozott intrathalamicus zónává ”. ( lat. zona limitans intrathalamic (ZLI) ).
A middiencephalicus szervező közvetlenül a kezdeti kialakulása után kezdi betölteni a szerepét, mint a thalamus és a prethalamus kezdetleges thalamus komplexéből származó embrionális fejlődésének teljes további folyamatának fő vezetője. Ezt a szerepet jelzőmolekulák, például SHH felszabadításával tölti be. [1] Egerekben és más emlősökben a középső agyvelő szervező által szekretált jelző SHH fehérje molekulák funkcionális szerepe a thalamus és a prehalamusz kezdetleges thalamus komplexéből származó további embrionális fejlődési folyamatának megszervezésében közvetlenül nem tisztázott, mivel genetikai mutáció történt. ami a funkcionális SHH fehérje hiányához vezet, a fejlődő embrióban nemcsak a talamusz-komplexum alapelemeinek, hanem a teljes diencephalonnak a teljes hiányához vezet. [2]
Mindazonáltal a fejlődő csirkeembriókon végzett tanulmányok kimutatták, hogy az SHH jelátviteli fehérje expressziója a középső diencephalicus szervező által szükséges és elégséges feltétele a thalamus és pretalamikus sejtek differenciálódását szabályozó gének későbbi expressziójának indukciójának, ill. , ennek megfelelően megfelelő fejlődésük érdekében. [3] Egy másik modellszervezeten, a zebrahalon végzett vizsgálatok kimutatták, hogy az SHH család két génjének, az úgynevezett SHH-a és SHH-b (korábbi nevén twhh) expressziója határozza meg a középső diencephaliás szervezőzóna határait. és hogy az SHH jelátviteli molekulák szükségesek és elegendőek a jövőbeli thalamus és prethalamus sejtjeinek molekuláris differenciálódásának kezdeti indukciójához, de nem nélkülözhetetlenek további fenntartásukhoz és éréshez. Ezenkívül a zebrahalon végzett vizsgálatok kimutatták, hogy a középső agyvelő szervezőjéből származó SHH jelátviteli molekulák szükségesek és elegendőek mind a thalamus, mind a prethalamus további differenciálódásának és érésének indukálásához, míg az SHH jelek, amelyek a ventrálisabbtól a fejlődő thalamus és prethalamus felé haladnak. Az agyi régióknak nincs nagy jelentősége ezeknek a struktúráknak a kialakulásában, és a ventrálisan kimenő SHH jelek hiánya nem vezet a thalamus és/vagy prethalamus fejlődésének zavarához, ellentétben a középső diencephalicus szervezőből érkező SHH jelekkel. [négy]
A középső diencephalicus szervező által termelt SHH fehérje expressziós gradiensének való kitettség a jövőbeli thalamus és prethalamus neuronjainak differenciálódásához vezet. A középső diencephalicus szervező által termelt SHH fehérje expressziós gradiense a proneurális neurogenin-1 gén fehérje expressziós gradiensének hullám kialakulását idézi elő, amely hátulról előre, főben (caudalis) terjed. ) a talamusz rügy doménje, és ezzel egyidejűleg - az Ascl1 fehérje expressziós gradiens hullámának kialakulása (korábban Mash1 néven ismert) a rostralis talamusz bimbósejtek fennmaradó keskeny sávjában, közvetlenül a középső agyvelő szervezőjével szomszédos (azaz a rostrális doménben). a talamusz bimbója) és a prethalamuszban. [5] [6]
Az egyes proneurális fehérjék kifejeződésének e specifikus zonális gradienseinek kialakulása a glutamáterg "relay-relay" neuronok további differenciálódásához vezet a thalamus rudiment caudalis doménjében található neurogenin-1-pozitív progenitor sejtektől, és a GABAerg gátlók differenciálódásához vezet. a talamusz bimbó rostralis doménjében közvetlenül a középső diencephalicus szervezővel szomszédos neuronokból és az Ascl1-pozitív progenitor sejtek prethalamuszában találhatók. Halakban a kezdetleges thalamus komplex egyik vagy másik zónájában minden egyes specifikus progenitor sejt számára a két alternatív differenciálódási út egyikének kiválasztását a Her6 fehérje dinamikus expressziója szabályozza, amely a humán HES1 fehérje homológja. Ennek a transzkripciós faktornak a expressziója , amely a "szőrös" fehérjék bHLH családjába tartozik, a neurogenin-1 gén expressziójának elnyomásához vezet, de szükséges az Ascl1 fehérje expressziójának fenntartásához és fokozásához. A talamusz rügy további embrionális fejlődése során fokozatosan eltűnik a Her6 fehérje expressziója és ennek megfelelően a neurogenin-1 fehérje expressziójának gátlása és az Ascl1 fehérje expressziójának növekedése a caudalis doménben. a talamusz bimbójának, míg a prethalamuszban és a középső diencephalicus szervező mellett a rostralisan elhelyezkedő thalamussejtek keskeny sávjában a Her6 fehérje expressziója és ennek megfelelően a neurogenin-1 fehérje expressziójának gátlása és növekedése Az Ascl1 expressziójában növekszik és növekszik. Ez kifejezettebbé teszi a neurogenin-1/Ascl1 expresszió caudalis-rostral gradiensét, jobban elkülönül a doménhatárokat, és hozzájárul a talamusz és pretalamikus sejtek érésének és differenciálódásának befejezéséhez. A csirke- és egérembriók fejlődésével kapcsolatos vizsgálatok kimutatták, hogy az SHH fehérje jelátviteli útvonalának blokkolása az embrionális fejlődés ezen időszakában a talamusz rügy rostralis doménjének teljes hiányához és a farokdomén méretének jelentős csökkenéséhez vezet. talamusz bimbó. A talamusz bimbójának rostralis doménje a talamusz GABAerg gátló neuronjait eredményezi, amelyek főként a felnőtt állatok talamuszának retikuláris magjában helyezkednek el, míg a talamusz bimbó caudalis doménje glutamáterg "közvetítő-relé" neuronokat eredményez. A thalamus sejtjeinek nagy részét felfelé haladva további differenciálódáson mennek keresztül az egyes talamuszmagok és magcsoportok kialakulásával. [7]
Kimutatták, hogy emberben a szerotonin transzporter fehérje (SERT) gén promóter régiójában gyakori genetikai variáció, nevezetesen ennek a génnek a hosszú (SERT-hosszú) vagy rövid (SERT-short) alléljának birtoklása . az 5-HTTLPR gén), befolyásolja a thalamus egyes területeinek embrionális és későbbi (posztembrionális) fejlődését és érését, valamint azok végső méretét felnőtteknél. Azoknál az embereknél, akiknél az 5-HTTLPR (SERT-ss) gén két „rövid” allélja van, több neuron van a talamusz pulvináris magjában, és nagyobb méretű ez a sejtmag, és esetleg több neuron és nagyobb méretű limbikus mag. a talamusz (magok, amelyek kapcsolatot tartanak fenn a limbikus rendszer érzelmi központjaival), összehasonlítva az e gén heterozigótáival vagy az 5-HTTLPR gén két „hosszú” alléljának tulajdonosaival. A talamusz struktúráinak méretének növekedése az ilyen emberekben annak anatómiai magyarázatának a részeként javasolt, hogy miért nagyobbak azok az emberek, akikben az 5-HTTLPR gén két „rövid” allélja van, mint azok, akik heterozigóták erre a génre, vagy két „ hosszú" allélok. Az 5-HTTLPR gén olyan mentális rendellenességekre hajlamos, mint a major depressziós rendellenesség , a poszttraumás stressz zavar (PTSD), valamint az öngyilkossági hajlam és kísérlet . [nyolc]