Dorsoventral specification of zebrafish CNS: Analysis with mutants

斑马鱼中枢神经系统的背腹规范:突变体分析

基本信息

项目摘要

The dorsoventral specification of vertebrate CNS has been examined using zebrafish embryos.1. The floor plate is located at the ventral midline of the neural tube in vertebrates. The floor-plate development is severely impaired in zebrafish one-eyed pinhead (oep) mutants. To understand the cell behavior and cell-cell interaction during floor plate development, we examined the distribution and gene expression of wild-type and oep mutant cells in genetic mosaics. The results indicate that oep mutant cells adopt only a notochord fate in a wild-type environment. In oep hosts that received wild-type cells, wild-type donor cells frequently contributed to part of the floor-plate region and expressed floor-plate markers. Careful examination of serial sections revealed that a mutant neural cell, when located next to the wild-type cells, inhibited floor-plate differentiation of the adjacent wild-type cells. This repressive interaction may play an important role in restricting the floor-plate region into the ventral-most midline by antagonizing homeogenetic signals from the floor-plate cells.2. Telencephalon, which gives rise to the cerebral hemisphere, develops from the dorso-anterior part of the forebrain. Recent studies with mice have shown that Fgf8 expressed in the anterior neural ridge functions as a local signaling molecule in the specification of the telencephalic region. To explore the role of Fgf signaling in zebrafish developing CNS, we have examined the spatial pattern of activation of the extracellular signal regulated kinase , one of the downstream mediator of FGF receptor, and show that it closely resembles the expression of fgf3 in the anterior neural region. We then injected the dominant-negative form of Ras or the inhibitor of the FGF receptor into zebrafish embryos and examined defects in anterior neural region. The results obtained suggest that Fgf signaling, mediated by Ras/MAPK cascade, is required for the establishment of the ventral telencephalon.
利用斑马鱼胚胎研究了脊椎动物中枢神经系统的背腹侧规范。1.底板位于脊椎动物神经管的腹侧中线。斑马鱼单眼针头(oep)突变体的底板发育严重受损。为了了解底板发育过程中的细胞行为和细胞间相互作用,我们检查了遗传嵌合体中野生型和 oep 突变细胞的分布和基因表达。结果表明,oep 突变细胞在野生型环境中仅采用脊索命运。在接受野生型细胞的oep宿主中,野生型供体细胞经常贡献部分底板区域并表达底板标记。对连续切片的仔细检查表明,当突变的神经细胞位于野生型细胞旁边时,会抑制相邻野生型细胞的底板分化。这种抑制性相互作用可能在通过拮抗来自底板细胞的同源信号将底板区域限制在最腹侧中线方面发挥重要作用。2.端脑产生大脑半球,从前脑的背前部发育而来。最近对小鼠的研究表明,前神经嵴中表达的 Fgf8 在端脑区域的规范中充当局部信号分子。为了探索 Fgf 信号在斑马鱼中枢神经系统发育中的作用,我们检查了细胞外信号调节激酶(FGF 受体下游介质之一)激活的空间模式,并表明它与前神经区域中 fgf3 的表达非常相似。然后,我们将显性失活形式的 Ras 或 FGF 受体抑制剂注射到斑马鱼胚胎中,并检查前神经区域的缺陷。获得的结果表明,由 Ras/MAPK 级联介导的 Fgf 信号传导是腹侧端脑建立所必需的。

项目成果

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武田洋幸: "ゼブラフィシュの現状・突然変異体からの遺伝子へ"医学のあゆみ. 185.6. 395-398 (1998)
Hiroyuki Takeda:“斑马鱼的现状:来自突变体的基因”医学史 185.6(1998)。
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Adam Rodaway:“通过卵黄细胞驱动的 TGF-b 家族信号诱导斑马鱼胚芽中的中内胚层,并通过 FGF 区分中胚层和内胚层”。
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