Mid-diencephalic organizer , eller SDO ( eng. mid-diencephalic organizer , MDO ) er en embryonal struktur, der dannes på grænsen mellem den fremtidige thalamus ("dorsal thalamus") og den fremtidige subthalamus (eller, med andre ord, den fremtidige prethalamus) , perithalamus, "ventrale thalamus") under udviklingen af den embryonale diencephalon . Efter dens dannelse styrer den middiencefaliske arrangør hele processen med yderligere modning og zoneorganisering af den fremtidige thalamus og fremtidige subthalamus .
Efter afslutningen af processen med embryonal modning og zoneorganiseringen af thalamus og subthalamus , ophører den mellemste diencephalic organisator med at fungere og bliver til den såkaldte begrænsede intrathalamus zone ( lat. zona limitans intratalamica , ZLI ), som adskiller de thalamus fra subthalamus med en smal strimmel .
I området for krydset mellem proteinekspressionsdomænerne af Fez- og Otx- transkriptionsfaktorerne (det vil sige ved grænsen mellem den fremtidige subthalamus og den fremtidige thalamus ), den såkaldte mid-diencephalic organiserende struktur, eller mid-diencephalic organizer , MDO) dannes i det embryonale thalamiske kompleks. Den mellemdiencefaliske organisator er en slags "orkesterleder", hovedarrangøren af hele den efterfølgende proces med embryonal udvikling af thalamus og subthalamus , der udsender de intercellulære signaler, der er nødvendige for den korrekte differentiering af cellerne i thalamus- kernerne. og subthalamus . Fraværet af den middiencefaliske organisator resulterer i fravær af thalamus og ofte også subthalamus i den udviklende fosterhjerne . Middiencephalic-organisatoren modnes selv under den embryonale udvikling af thalamuskomplekset i retning fra dets mere ventrale dele, som modnes tidligere, til de mere dorsale, som modnes senere. Proteiner, der tilhører SHH- og Wnt-familierne, er de vigtigste regulatoriske og differentieringssignaler, der udsendes af den mid-diencephalic-organisator.
Ud over sin funktion som en "orkesterdirigent", der styrer hele processen med yderligere embryonal udvikling af thalamus og subthalamus , modnes den mellemste diencephalic organisator efterfølgende til en speciel histologisk struktur i thalamus , den såkaldte " begrænsede intrathalamus zone " . ( lat. zona limitans intrathalamisk (ZLI) ).
Umiddelbart efter dens indledende dannelse begynder den middiencefaliske arrangør at opfylde sin rolle som hovedlederen af hele den videre proces med embryonal udvikling af thalamus og prethalamus fra det rudimentære thalamuskompleks. Det udfører denne rolle ved at frigive signalmolekyler såsom SHH. [1] Hos mus og andre pattedyr er den funktionelle rolle af signalerende SHH-proteinmolekyler udskilt af den middiencefaliske arrangør i orkestreringen af processen med yderligere embryonal udvikling af thalamus og prethalamus fra det rudimentære thalamuskompleks ikke blevet direkte belyst, siden en genetisk mutation fører til fravær af et funktionelt SHH-protein, fører til fuldstændigt fravær i det udviklende embryo af ikke kun rudimenterne af thalamuskomplekset, men af hele diencephalon. [2]
Ikke desto mindre har undersøgelser af udvikling af kyllingeembryoner vist, at ekspressionen af SHH-signalproteinet af den mellemste diencephalic organisator er både en nødvendig og en tilstrækkelig betingelse for den efterfølgende induktion af ekspressionen af gener, der styrer differentieringen af thalamus- og prætalamiske celler, og derfor for deres rette udvikling. [3] Undersøgelser i en anden modelorganisme, zebrafisken, har vist, at ekspression af to SHH-familiegener, såkaldte SHH-a og SHH-b (tidligere også kendt som twhh), definerer grænserne for den mid-diencephalic organisatoriske zone. , og at signalmolekyler SHH er nødvendige og tilstrækkelige til den indledende induktion af molekylær differentiering af celler i den fremtidige thalamus og prethalamus, men er ikke essentielle for deres videre vedligeholdelse og modning. Derudover har undersøgelser i zebrafisk vist, at SHH-signalmolekyler, der stammer fra middiencephalic-organisatoren, er nødvendige og tilstrækkelige til at inducere yderligere differentiering og modning af både thalamus og prethalamus, mens SHH-signaler stammer fra mere ventralt til til den udviklende thalamus og prethalamus i hjerneregioner er ikke af stor betydning for udviklingen af disse strukturer, og fraværet af ventralt udgående SHH-signaler fører ikke til nedsat udvikling af thalamus og/eller prethalamus, i modsætning til SHH-signalerne, der kommer fra den mellemste diencephalic organisator. [fire]
Eksponering for ekspressionsgradienten af SHH-proteinet produceret af den mellemste diencefaliske organisator fører til differentiering af neuroner i den fremtidige thalamus og prethalamus. Ekspressionsgradienten af SHH-proteinet produceret af den midterste diencefaliske organisator forårsager dannelsen af en bølge af ekspressionsgradienten af proteinet fra det proneurale neurogenin-1-gen, som hovedsageligt formerer sig i retningen fra bagsiden til fronten (caudal). ) domæne af thalamusknoppen, og samtidigt - dannelsen af bølgen af Ascl1-proteinekspressionsgradienten (tidligere kendt som Mash1) i det resterende smalle bånd af rostral thalamus knopceller umiddelbart ved siden af den middiencephalic organizer (dvs. i rostraldomænet af thalamusknoppen) og i prethalamus. [5] [6]
Dannelsen af disse specifikke zonegradienter af ekspression af visse proneurale proteiner fører til yderligere differentiering af glutamaterge "relæ-relæ" neuroner fra neurogenin-1-positive progenitorceller placeret i det kaudale domæne af thalamus rudiment og til differentiering af GABAergic inhiberende neuroner fra dem, der er placeret i det rostrale domæne af thalamusknoppen, der støder op til den mid-diencephale organisator og i prethalamus af Ascl1-positive progenitorceller. Hos fisk styres valget af en af disse to alternative differentieringsveje for hver specifik progenitorcelle i en eller anden zone af det rudimentære thalamiske kompleks af den dynamiske ekspression af Her6-proteinet, som er en homolog af det humane HES1-protein. Ekspression af denne transkriptionsfaktor , som tilhører bHLH-familien af "behårede" proteiner, fører til undertrykkelse af ekspressionen af neurogenin-1-genet, men er nødvendig for at opretholde og forstærke ekspressionen af Ascl1-proteinet. I processen med yderligere embryonal udvikling af thalamusknoppen forsvinder ekspressionen af Her6-proteinet og følgelig den tilhørende undertrykkelse af ekspressionen af neurogenin-1-proteinet og stigningen i ekspressionen af Ascl1-proteinet gradvist i det kaudale domæne af thalamusknoppen, mens den er i prethalamus og i en smal stribe af rostraalt placerede thalamusceller, der støder op til den midterste diencephalic-organisator, ekspressionen af Her6-proteinet og følgelig undertrykkelsen af ekspressionen af neurogenin-1-proteinet og stigningen i udtrykket af Ascl1 stiger og stiger. Dette gør den kaudal-rostrale gradient af neurogenin-1/Ascl1-ekspression mere udtalt, domænegrænserne mere distinkte og bidrager til færdiggørelsen af modning og differentiering af thalamus- og præthalamiske celler. Undersøgelser i udvikling af kyllinge- og museembryoner har vist, at blokering af SHH-proteinets signalvej i denne periode med embryonal udvikling fører til fuldstændig fravær af det rostrale domæne af thalamusknoppen og til et signifikant fald i størrelsen af det kaudale domæne af thalamus knop. Det rostrale domæne af thalamusknoppen giver anledning til GABAerge hæmmende neuroner i thalamus, der hovedsageligt er placeret i den retikulære kerne af thalamus hos voksne dyr, mens det caudale domæne af thalamusknoppen giver anledning til glutamaterge "relæ-relæ" neuroner, der laver op i hovedparten af thalamus-cellerne og gennemgår yderligere differentiering med dannelsen af individuelle thalamuskerner og grupper af kerner. [7]
Det er blevet vist, at hos mennesker er en almindelig genetisk variation i promotorregionen af serotonin transporter protein (SERT) genet, nemlig besiddelsen af en lang (SERT-lang) eller kort (SERT-kort) allel af dette gen ( 5-HTTLPR-genet), påvirker hvordan på embryonal og efterfølgende (postembryonisk) udvikling og modning af visse områder af thalamus og på deres endelige størrelse hos voksne. Mennesker, der har to "korte" alleler af 5-HTTLPR (SERT-ss) genet, har flere neuroner i thalamus pulvinære kerne og en større størrelse af denne kerne, og muligvis flere neuroner og en større størrelse af de limbiske kerner af thalamus (kerner, der opretholder kontakt med de følelsesmæssige centre i det limbiske system), sammenlignet med heterozygoter for dette gen eller ejere af to "lange" alleler af 5-HTTLPR-genet. Stigningen i størrelsen af disse thalamiske strukturer hos sådanne mennesker foreslås som en del af en anatomisk forklaring på, hvorfor mennesker, der har to "korte" alleler af 5-HTTLPR-genet, er større end mennesker, der er heterozygote for dette gen eller har to " lange" alleler. 5-HTTLPR-genet er disponeret for sådanne psykiske lidelser som svær depressiv lidelse , posttraumatisk stresslidelse (PTSD) samt selvmordstendenser og -forsøg . [otte]