前言

斑马鱼的大脑和脊髓是由一个两侧对称的神经管构成的，神经管左右两侧的基本对称形状和细胞数量之间的平衡，对于形成一个正常功能的双侧大脑和脊髓至关重要。

因此，胚胎必须采用一些机制来确保这种对称性的正确发展，并在神经腔形成的过程中得到维持。

和神经管

双侧对称是动物身体平面图中最明显的对称类型，若要识别具有双边对称性的结构，您需要定义一个反射平面，正如Weyl指出的，两点P和P‘彼此无关，直到反射波尔的平面揭示了它们的对称性。

这种反射平面或“镜面”在管腔形成之前明显在斑马鱼神经棒的中线形成。

这在分子上是可以识别的，因为组装管腔表面所需的蛋白质在这个平面上积累，也在形态上作为左侧细胞和右侧杆状细胞之间的界面。

在神经管的形态发生过程中，细胞必须识别组装这个反射平面，换句话说，识别神经棒的中线，然后组织它们的形状、内部细胞骨架和细胞-细胞连接，以便围绕这个平面镜像对称地排列自己。

这就提出了以下问题：

镜子如何放置在正确的位置？细胞如何对它做出反应以在它周围产生对称？

硬骨鱼的神经形成为研究这个问题提供了一个易于处理的模型。

建立神经棒的对称平面

斑马鱼胚胎的神经棒在神经板细胞向胚胎的背侧中线收敛后从神经龙骨发育而来。

在板和龙骨阶段神经原基是双边对称结构，但还没有一个精确的形态识别平面的对称中线，因为，即使细胞收敛在神经龙骨和早期杆阶段，从左边和右边细胞交错在中线。

研究人员认为，在这些早期阶段，神经原基是双侧对称的，但还不是精确的镜像对称的。

细胞穿过中线的交错必须通过细胞重排来解决，然后左右两侧通过组织空化分离形成管腔，因此，当神经棒的细胞重新排列成两列细长的细胞时，只有一个明显的形态对称的平面，在中线平面相遇，为管腔的形成做准备。

与细胞分解交错的同时，它们正在转化为顶端基底极化的上皮管，因此细胞重排和顶基极化似乎密切相关，这导致研究人员的能力识别镜面对称的平面不仅形态界面的左右两侧的杆，而且通过极性蛋白质的分子组装如Pard3在这个接口。

中线驱动细胞重排

斑马鱼神经棒反射平面上的细胞特征行为之一是细胞分裂，许多研究支持这一观点，即细胞分裂在建立镜像对称和组织管腔形成中起主导作用，细胞分裂在很多方面都是一个镜像对称的事件。

一个早期的例子是冈特·阿尔布雷希特-比勒，他研究了3T3细胞在培养中分裂，发现相当一部分子细胞具有肌动蛋白束的镜像对称模式，并在细胞完成分裂后呈镜像对称移动。

他假设可能会有一个“普遍发现生物的双边对称和某些子细胞之间的镜像对称”，但他不能建议这种镜像对称在细胞水平可以转移到和保持组织水平，说“完美的镜像对称有丝分裂纺锤体很难持续很长时间”。

通过盘基网柄菌细胞分裂对极性的分子分析表明，新生的女儿在有丝分裂期间镜像对称极化，因此肿瘤抑制因子PTEN位于卵裂沟，三碘化磷激酶位于新生女儿的相反极点。

细胞分裂导致器官对称的斑马鱼神经管显示在1994年当坎摩尔和同事证明中线分裂的神经杆负责生成克隆相关集群的细胞与引人注目的双边对称的中线发展神经管。

这表明，细胞分裂的后代确实可以在胞质分裂之外保持它们的镜像对称关系，并有助于发育中的大脑的镜像对称性。

细胞分裂和镜像对称极性

斑马鱼神经棒中分裂的镜像对称如何转化为器官对称？

几乎所有的细胞分裂都是建立在固有的对称事件之上的，它们的镜像对称纺锤体组织了许多基本的核和细胞质内容物的对称遗传，显然，Kimmel等人描述的中线划分的子体在形态上围绕中线平面镜对称。

顶基极性监测使用Pard3-GFP融合蛋白在一些中线部门积累接近或两侧的乳沟沟和大多数细胞迅速积累两侧的细胞间界面保持两姐妹有丝分裂后。

在中线分裂期间，细胞保持其与杆状体基底表面的连接，这是由同侧子细胞遗传和维持的，而对侧子细胞延伸到对侧基底表面，并与同胞细胞在中线保持界面，这种姐妹界面的性质目前尚不清楚，但时间间隔分析表明，当管腔打开时，姐妹彼此分离长达几个小时。

在这一过程中，Pard3-GFP的积累保持在界面的两侧，这可能标志着粘附连接和紧密连接被组装起来的位置，以产生管腔的两个顶端表面。

因此中线的分裂是一种镜像对称的分裂，它组织了细胞的重排和细胞的形态，以及在中线周围的细胞的极化。

这种镜像对称的中线分裂是管腔形成过程中主要的形态发生影响的证据来自于对干扰这种分裂的几个突变的分析，镜像对称分裂似乎受到一种时间机制的调节，该机制确保它在正常胚胎中“按时”发生。

因此当神经板细胞向中线的收敛延迟时，例如在平面细胞极性通路的突变体中，镜像对称分裂仍然“按时”发生，但现在发生在实际器官中线外侧的异位位置，这导致了中线两侧异位管腔的形成，并有效地产生了双神经管表型。

类似地，通过去除斯克里布尔、n-钙粘蛋白、卷曲-7或区域特异性Hoxb1b等蛋白质，镜像对称分裂纺锤体的定位错误，会导致严重的神经棒中线缺陷和管腔畸形，由于这些畸形都可以通过抑制细胞进入分裂来纠正，这些结果表明了中线交叉分裂在神经腔发育中具有指导意义和主导性。

这些结果表明，斑马鱼神经棒中心的细胞有丝分裂是一种机制，通过将顶端蛋白限制在子细胞之间的界面，能够将顶端蛋白定位到组织中线。

通过这种方式，有丝分裂组织了神经上皮细胞的顶端-基底极性和适当的方向，虽然中线分裂产生一个镜像对称的上皮管，但单个细胞具有高度极化，即不对称，具有明显的顶端和基底特化。

无细胞分裂的镜像对称极性：对中心体的作用

以上的讨论说明，在斑马鱼的神经棒中，一种特殊的细胞分裂在组织细胞极化、管腔形成和对称性方面起着主导作用。

在其他情况下，有丝分裂和纺锤体取向也显示在管腔形成中发挥作用，然而，这并不意味着有丝分裂对于极化和管腔的形成是必要的，在斑马鱼神经棒的背景下，如果特别防止镜像对称分裂，中线仍然能够形成。

这表明，虽然已经足够了，但中线的分裂并不是组织神经上皮极性的必要条件。

因此，必须有其他潜在的机制，可以在神经杆的中线周围产生镜像对称，这种分裂独立的极化机制也可能负责确定镜像对称分裂发生在中线附近。

那么，分裂独立的反射平面是什么呢？

研究表明，间期细胞的微管细胞骨架是镜像对称的，围绕着这些细胞与斑马鱼神经棒中线相交的点，这提示了分裂独立的机制，这发生在有丝分裂之前，因为这在分裂停滞在g2期的细胞中也很明显，因此也独立于有丝分裂。

此外，对管腔形成重要的蛋白质，如Pard3和Rab11a，能够定位到分裂阻断细胞与中线相交的位置，这就是微管细胞骨架逆转的位置。

在分裂阻断的细胞中，微管细胞骨架的实验解聚将这些蛋白错误地定位到神经上皮细胞的基底端，表明微管细胞骨架对于正确的独立于有丝分裂的顶端蛋白运输是必要的。

这项工作表明，细胞能够检测到它们与神经棒中线相交的点，并通过微管依赖的机制将顶端蛋白运输到该点，据研究人员所知，这是第一个上皮顶端区域部分沿着细胞开始，而不是在细胞末端的例子。

EB3成像显示，镜像对称微管阵列有核靠近细胞与发育器官中心相交的任何部分，斑马鱼神经上皮细胞中微管组织中心最有可能的候选者是中心体。

在极化的上皮细胞中，中心体在微管的组织和成核中起着重要的作用，即使当微管在非中心体连接位置逐渐组织时也是如此。

在斑马鱼神经龙骨向杆状结构过渡的过程中，中心体逐渐从外侧位置移动到内侧位置，最近，研究人员发现这种内侧中心体的运动是专门指向神经棒的中心的。

因此，虽然许多细胞跨越了中线，但中心体的运动停止在细胞中它们与中线相交的点，研究人员还发现，中心体向中线的定位发生在中线分裂之前。

因此，研究人员认为，中心体在斑马鱼神经棒中线的正确定位，负责协调管腔形成的两个关键方面，一种是在单个细胞与中线相交的地方建立一个镜像对称的微管细胞骨架；这使得依赖微管的Pard3和Rab11蛋白能够被传递到器官中线。

第二，中线中心体在中线启动有丝分裂纺锤体的构建，从而将主导的镜像对称分裂定位到管腔形成的平面上。

总结

因此，中线中心体可以在分裂前将极性蛋白的组装引导到中线，并通过在这个位置的分裂成核来加强这个位置的管腔形成。

通过这种方式，中心体作为微管定向运输的镜像，并通过中线分裂组织镜像对称的子组织。

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