Modelos de la célula humana de la corteza que se convierte

La investigación en los mecanismos del revelado temprano del cerebro, especialmente de que de la corteza, es importante en la ayuda de nuestra comprensión de cómo el cerebro se convierte de modo que poder también entender cómo ocurren los desordenes neurodevelopmental y neuropsiquiátricos.

Estudiar el revelado del cerebro humano in vivo es increíblemente difícil, como está estudiando el revelado de la mayoría de los organismos mamíferos. Por lo tanto, más nuevas técnicas se requieren estudiar aspectos de la corteza que se convierte usando modelos de la célula humana. Aquí, solamente los discernimientos mecánicos en la corteza que se convierte serán discutidos.

Tejido cerebral bajo un microscopio - del ratón aumento 100xHaber de imagen: El Dr. Norberto Lange/Shutterstock.com

El revelado de la corteza humana

El cerebro vertebrado comienza como una hoja de células epiteliales llamó el neuroepithelium, o placa de los nervios. La placa de los nervios comienza a doblar hacia adentro en sí mismo para formar el tubo de los nervios, que extiende a través del embrión que se convierte.

El tubo de los nervios experimenta las extensiones en los sitios específicos para formar el cerebro que se convierte en el frente, y la médula espinal hacia atrás. En el frente, el tubo de los nervios se modela meticuloso para formar el forebrain, el midbrain, el hindbrain, y el cerebelo. Está dentro del forebrain que la corteza forma así como otro especializado estructura. El todo el proceso es regulado por diversos genes que obran recíprocamente el uno con el otro.

La corteza es la parte especializada del forebrain desarrollado que hace mamíferos diferentes del descanso del reino animal. La corteza es desarrollado más en los seres humanos comparados a otros primates no humanos. En seres humanos, la corteza tiene 5 capas.

En el revelado, éstos se estructuran como la zona ventricular (VZ), la zona subventricular interna (ISVZ), la zona subventricular exterior (OSVZ), la zona intermedia (IZ) y la placa cortical (CP) en la capota.

La placa cortical se despliega mucho en seres humanos y mamíferos más de categoría alta y comienza a doblar en sí mismo que forma las convoluciones del cerebro y los surcos. Todas las neuronas se presentan de las células madres de los nervios llamadas glia radial. El glia radial tiene procesos largos que atraviesen la totalidad del largo cortical que se convierte (parte inferior a rematar) y permitan que un andamio estructural para que las neuronas que se convierten emigren hacia arriba.

Mientras que estudiar muchos aspectos de la neurología en modelos del roedor es posible debido a las semejanzas a los seres humanos en tipos, estructura, y la función de la célula, estudiar la corteza que se convierte no es totalmente exacto pues los ratones tienen diferencias claves en el revelado de la corteza y de su estructura. Los ratones y las ratas no tienen convoluciones del cerebro y surcos y son por lo tanto el cerebro se despliegan mucho menos.

En segundo lugar, los ratones no tienen un OSVZ como hacen mamíferos más de categoría alta. En seres humanos, otras células madres de los nervios pueden ser encontradas en el glia radial básico llamado OSVZ, que no se encuentran en la mayoría de los otros mamíferos. Para estudiar la corteza humana que se convierte, las células humanas son necesarias definir las complejidades del revelado cortical que es diferente a la mayoría de los otros mamíferos.

Imágenes confocales del microscopio de exploración del laser de células en el hipocampo del cerebro del ratónHaber de imagen: Alejandro un Lavdas/Shutterstock.com

Modelos de la célula humana de la corteza cerebral

Los avances en tecnología humano-derivada del modelo de la célula han simplificado grandemente estudiar tipos específicos de la célula y las estructuras complejas in vitro en mucho menos tiempo que cuál era previamente realizable. La manera más simple de estudiar la corteza que se convierte es la de las células madres de los nervios cultivadas (2.as).

Éstos son extremadamente homogéneos pero muy simples. El aumento de la talla y de la complejidad de células cultivadas para formar complejidad de los nervios de aumentos posteriores de los rosetones (estructuras 3D), pero contiene una diversidad heterogénea de los tipos de la célula. Otras estructuras complejas incluyen esferoides, esferoides del forebrain, y los organoids cerebrales, que son los más complejos y contienen la población más diversa de tipos, de estructuras, y de propiedades de la célula.

Las células madres derivadas ser humano del progenitor pueden ser hechas en rosetones corticales por la inhibición de SMAD y la adición de retinoids para impulsar este linaje hacia adentro alrededor 12 días. La transmisión de señales FGF2 puede impulsar la aparición de las neuronas glutamatergic de la capa profunda temprano-nacida por 20 días, y entre 50-100 días las neuronas superiores maduras y los astrocytes de la capa se pueden encontrar alrededor del rosetón cortical.

Esta estructura 3D contiene una población diversa de neuronas y de astrocytes corticales, y el marco de tiempo de los fósforos del revelado in vitro áspero que in vivo del revelado.

La complejidad cada vez mayor de las estructuras ines vitro 3D se puede solamente hacer posible con la adición de Matrigel (como andamio que imita procesos glial radiales) así como del uso de un cóctel de los factores y del suero de incremento.

Estas señales inductivas permiten modelar de estructuras que se convierten, bastante que una mezcla de diversos tipos de la célula sin modelar intrínseco de la estructura esa localización de los imitadores in vivo. Estos organoids pueden alcanzar hasta 4m m en diámetro y contener las cavidades llenas de fluido que se asemejan a los ventrículos reales, que no se ven en los rosetones que contienen solamente pequeño tubo-como lúmenes.

Organoids puede también contener un OSVZ, no visto en in vivo modela con la localización y la polaridad correctas (e.g básico a apical). Todo el esto se puede lograr entre 30-44 días dependiendo del protocolo y la especificidad del organoide.

Por ejemplo, los organoids del forebrain requieren factores nodales y del acto de incremento, pero TGFb y la inhibición de WNT. Los organoids cerebelosos, por otra parte, requieren la inhibición nodal, del acto, y de TGFb, pero el estímulo FGF2, FGF19 y SDF1. Estos organoids se pueden hacer de las células madres embrionarias o de las células madres pluripotent inducidas.

los organoids 3D requieren técnicas más sofisticadas y el equipo de la cultura del tejido. A diferencia de los 2.os cultivos celulares del asiduo o rosetones, los organoids requieren cantina creciente del oxígeno. Cultivando en un alto ambiente del oxígeno de por lo menos el 40%, los organoids 3D se pueden generar y mantener por largos periodos del tiempo.

Aunque estos modelos son con mucho los más complejos, tienen sus propias entregas técnicas incluyendo la presencia de tipos no-de los nervios de la célula debido a la inducción incompleta, así como entregas con la reproductibilidad debido al uno mismo-montaje de mini-estructuras dentro de cada uno organoide.

El futuro parece brillante para la investigación organoide neurológica

Actualmente, no hacemos que un organoide neurovascular completo componga con diversos tipos de los nervios y no-de los nervios de la célula que obran recíprocamente el uno con el otro, como esto (por ahora) está desafiando extremadamente técnico.

Ésta es una limitación grande de cualquier estructura 3D que no tenga ninguna células vascular y un abastecimiento de sangre funcional (o un imitador flúido). Los avances de la ingeniería del tejido han permitido que utilicen a los imitadores vasculares sintetizados eficazmente como andamios en tales culturas.

En un cierto plazo, con avances en la ciencia y la tecnología, más complejas y organoids más verdaderos del `' se podía formar para ser utilizado no sólo para entender procesos de desarrollo, pero también para los usos de la enfermedad el modelado y el descubrimiento de la droga. Éste es ciertamente un campo de la investigación emocionante que reúne científicos y a ingenieros en hacer cuál era previamente imposible de lograr.

Fuentes

Further Reading

Last Updated: Oct 17, 2019

Osman Shabir

Written by

Osman Shabir

Osman is a Neuroscience PhD Research Student at the University of Sheffield studying the impact of cardiovascular disease and Alzheimer's disease on neurovascular coupling using pre-clinical models and neuroimaging techniques.

Citations

Please use one of the following formats to cite this article in your essay, paper or report:

  • APA

    Shabir, Osman. (2019, October 17). Modelos de la célula humana de la corteza que se convierte. News-Medical. Retrieved on June 01, 2020 from https://www.news-medical.net/life-sciences/Human-Cell-Models-of-the-Developing-Cortex.aspx.

  • MLA

    Shabir, Osman. "Modelos de la célula humana de la corteza que se convierte". News-Medical. 01 June 2020. <https://www.news-medical.net/life-sciences/Human-Cell-Models-of-the-Developing-Cortex.aspx>.

  • Chicago

    Shabir, Osman. "Modelos de la célula humana de la corteza que se convierte". News-Medical. https://www.news-medical.net/life-sciences/Human-Cell-Models-of-the-Developing-Cortex.aspx. (accessed June 01, 2020).

  • Harvard

    Shabir, Osman. 2019. Modelos de la célula humana de la corteza que se convierte. News-Medical, viewed 01 June 2020, https://www.news-medical.net/life-sciences/Human-Cell-Models-of-the-Developing-Cortex.aspx.

Comments

The opinions expressed here are the views of the writer and do not necessarily reflect the views and opinions of News Medical.