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NEURULAÇÃO

2

NEURULAÇÃO - Neurula Aparência colunar

Placa neural

3 4

NEURULAÇÃO

Região anterior

Região posterior

5

Estabelecimento das células neurais

Especificação – Células recebem sinais para se tornarem neuroblastos

Determinação – Neuroblastos iniciam a diferenciação neural e se

tornaram neurônios mesmo na presença de inibidores;

Diferenciação – Neuroblastos saem do ciclo celular e expressão genes

característicos de neurônios.

6

Durante a embriogênese, a célula integra diversos sinais

extracelulares (ligantes) para determinar seu perfil de

expressão gênica

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2

7

Existem várias formas de receber ligantes extracelulares:

Por contato

direto

Por difusão de

proteínas

extracelulares Por matriz

extracelular

8

•FGF (Fibroblast Growth Factor)

•Wnt

•BMP (Bone Morphogenic Protein)

•Ácido Retinóico

•Shh (Sonic Hedgehog)

TIPOS DE LIGANTES EXTRACELULARES

9

Neural Epidermal

BMP

Ectoderma BMP

Proliferação Diferenciação

Neuritos

Sinapses

Especificação

10

A pressão ventricular + proliferação celular

contribuem para a forma final do Sistema

Nervoso Central

11

Célula-Tronco

Divisão

Assimétrica

Célula

Progenitora

Neurônio

ou Glia

Divisão

Simétrica

Célula-Tronco

A clivagem SIMÉTRICA mantém a população de células

proliferantes e a ASSIMÉTRICA gera uma célula que irá migrar

da zona de proliferação e popular regiões mais superficiais

12

Célula-Tronco

Divisão

Assimétrica

Célula

Progenitora

Neurônio

ou Glia

Divisão

Simétrica

Célula-Tronco

Na divisão assimétrica ocorre “herança” diferenciada de proteínas de

membrana

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3

13

As mitoses no tubo neural ocorrem perto do lúmen ventricular

14

As células que apresentam Notch estão perto do ventrículo

15 Cell 82:631-641.

Na divisão assimétrica, o receptor transmembrana Notch é

distribuído para a célula que continuará se dividindo

Notch

Imuno-

florescência

DAB

16

Nature. 2002 Oct 31;419(6910):929-34.

Mutantes de Notch têm muito menos células no sistema nervoso

Normal Mutante

Normal Mutante

17

Na clivagem SIMÉTRICA ambas as células herdam Notch

enquanto que na ASSIMÉTRICA apenas uma célula-filha

herda Notch

18

Placa Neural Epiderme

BMP

Ectoderma

Proliferação Diferenciação

Neuritos

Sinapses

Notch Notch

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19

Regiões do Tubo neural

Notch +

20

Delta

Notch

Notch

Notch

Proneurais Diferenciação

Zona Ventricular (ZV) Zona do Manto (ZM) Zona intermediária

Notch

Sox3

NeuroM

NeuroD

Hu

Neurogenina1/2

Mash1

SCG10

Tuj1

Islet-1

21

Notch Scratch NeuroM SCG10 Sox3

Proliferation Differentiation

A expressão dos genes nas regiões do tubo neural está relacionada

ao seu papel no desenvolvimento neural.

22

Dorsal

Ventral

Especificação do eixo Dorso-Ventral do tubo neural

TN é polarizado ao longo do eixo D-V

23

Especificação do eixo Dorso-Ventral do tubo neural

24

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5

25

Após o fechamento do Tubo neural, ele se diferencia dorso-

ventralmente em:

•Placa do Teto (dorsal e sensitivo)

•Placa do Assoalho(ventral e motor)

26

Placa do Teto (dorsal)

Placa do Assoalho (ventral)

Neurônios Comissurais

Motoneurônios

M M

c c

27

Na região da medula espinhal, a notocorda direciona a

diferenciação de motoneurônios

28

Comprovação: Transplante de notocorda na

região lateral induz motoneurônios

NOTOCORDA

TRANSPLANTE DE

NOTOCORDA

NOTOCORDA

Moto

neurônios

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Sonic Hedgehog

A notocorda secreta a proteína Sonic Hedgehog

(Shh)

30

A notocorda direciona a diferenciação de

motoneurônios através do Shh

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6

31

A interação de Shh, secretado pela notocorda, com receptores

das células no tubo neural induz a expressão de genes

relacionados a diferenciação de motoneurônios

32

Nature 412, 194-

198 (12 July 2001)

Camudongos com deleção para o gene Shh carecem de

motoneurônios Normal Mutante

De

tecçã

o d

e

mo

ton

eu

rôn

io

33

O eixo Dorso-ventral do tubo neural é determinado pela

sinalização Shh (ventral, da notocorda) e BMP (dorsal, do

epitélio)

Science. 274(5290):1115-23. 34

Placa Neural Epiderme

BMP

Ectoderma

Proliferação Diferenciação

Neuritos

Sinapses

Notch Inibição de Notch

35

Emissão de Neuritos

Atração pela região -alvo

Interação com o substrato

CONTATO E SINAPSE

36

Neuritogênese e Cone de Crescimento

Natu

re 4

63,

485-4

92

Cone de

crescimento F-Actina

Microtúbulos

Corpo

celular

Microtúbulos Neurofilamentos Actina

Cone de

Crescimento

Journal of Neuroscience, 20: 1044-1055, 2000

Neurito

Corpo Celular

Filopódio

Modula a direção e velocidade de extensão

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7

37

Emissão de Neuritos

Atração pela região -alvo

Interação com o substrato

CONTATO E SINAPSE

38 Naomi Kleitman Molecular Biology of the Cell, Alberts 4ª Ed.

FATORES NEUROTRÓFICOS (proteínas secretadas)

estimulam a emissão de neuritos

Cultura de neurônios COM ADIÇÃO DE

Fator Neurotófico

39

FATOR

NEUROTRÓFICO

NGF Nerve Growth

Factor

BDNF Brain Derived

Neurotrophic Factor

NT-1, NT-2, NT-3 Neurotrophin

EXEMPLOS DE FATORES NEUROTRÓFICOS

40

Emissão de Neuritos

Atração pela região -alvo

Interação com o substrato

CONTATO E SINAPSE

41

Molecular Biology of the Cell, Alberts 4ª

Ed.

O caminho adotado pelo neurito depende da

sinalização do microambiente

42

O CONE DE CRESCIMENTO é o “sensor” do neurito

que gerencia seu crescimento de acordo com os

sinais existentes no microambiente externo

Cone de Crescimento

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43

Tipos de Neurônios do Gânglio da Raiz Dorsal Neuritogênese de neurônios nociceptivos

Cone de crescimento

Cone de crescimento

Ada

pta

do

de

Pa

wliz

ak,

S.,

20

09

.

Adaptado de Chao, M.V., 2009 Nature Reviews Neuroscience 4, 299-309

44

Sinais de longa distância Sinais de curta distância

Direcionamento do crescimento axonal a partir do microambiente

45

Existem várias modalidades de comunicação intercelular:

Por contato

direto

Por difusão de

proteínas

extracelulares Por matriz

extracelular

46

PROTEÍNAS DE

MEMBRANA DO

CONE DE

CRESCIMENTO

Interage com

Moléculas de Adesão

Celular (CAMs) e.g. N-

CAM

Outras CAMs em

células vizinhas

Integrinas Proteínas da Matriz

extracelular

Efrinas Receptor de Efrinas

em células vizinhas

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/bookshelf/br.fcgi?book=neurosci&part=A1550

47

Existem várias modalidades de comunicação intercelular:

Por contato

direto

Por difusão de

proteínas

extracelulares Por matriz

extracelular

48

Quimioatrativo Quimiorepelente

Netrina Semaforina

Slit

Categorias de Sinais Difusíveis

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49

(Messersmith et al., 1995.)

A presença de SEMAFORINA REPELE neuritos

SEM SEMAFORINA COM SEMAFORINA

COM FATOR NEUROTRÓFICO

50

NORMAL Camudongo mutante

A mutação para Netrina altera as projeções

axonais do tubo neural de animais mutantes

51

Molecular Biology of the Cell, Alberts 4ª

Ed.

SLIT

SEMAPHORIN

O somatório dos sinais irá guiar a direção do

neurito

52

O caminho adotado pelo neurito depende da

sinalização do microambiente

1.Depende dos SINAIS

EXTRACELULARES

2.Depende dos

RECEPTORES expressos

pelo cone de crescimento.

Cada cone de crescimento é

provido de uma coleção

diferente determinado

durante a diferenciação

53

Placa Neural Epiderme

BMP

Ectoderma

Proliferação Diferenciação

Neuritos

Sinapses

Notch Inibição de Notch

NGF, Netrinas,

Semaforinas etc.

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