Développement du système nerveux des vertébrés. SN moteur.

Neurobiologie du Développement. M1. HMBS 116.
Année 2016 - 2017
Développement
du
système nerveux des vertébrés.
SN moteur.
Florence Perrin
Université Montpellier
INSERM U1198
MMDN - IBN
@:[email protected]
Jeudi 8 décembre 9:45 – 11:15
Jeudi 8 décembre 11:30 – 13:00
Jeudi 15 décembre 8:00 – 9:30
Plan
1 - Développement du SNC des mammifères: généralités
2 - S N moteur adulte: organisation hiérarchisée
3 – Développement de la moelle épinière.
Diversification des identités neuronales.
4 - Développement des méninges
5 - Myélinisation des fibres nerveuses
6 – Développement cérébral
Développement embryonnaire
du système nerveux
Expression de gènes dans des localisations et des temps
définis
Origine intrinsèque : de l’embryon (molécules sécrétées à la
surface cellulaire, facteurs de transcription
Epigénétique: nutriments, stimuli sensoriels…
- Spécification de l’identité des cellules (neurones, glie …)
- Migration des neurones et allongement de leur axone
(target). Guidage axonal.
- Formation des synapses
- Achèvement des connexions synaptique (élimination)
Gastrulation
"It is not birth, marriage, or death, but gastrulation, which is truly the
most important time in your life”. Lewis Wolpert (1986)
Différente d’un groupe animal à l’autre mais mécanismes
cellulaires impliqués identiques.
Modifications : mouvements cellulaires, formes cellulaires
et adhésion cellulaire
Amphibian Embryology Tutorial http://worms.zoology.wisc.edu/frogs/gast/gast_morph.html
Gastrulation
Multi-couches. 3 feuillets: ectoderme, mesoderme &
endoderme)
Externe
Interne
https://syllabus.med.unc.edu/courseware/embryo_images/unitwelcome/welcome_htms/contents.htm
Gastrulation : - ectoderme
(3ème semaine)
- tissus neural
- épiderme
- mesoderme - muscles, squelette, circulation
- endoderme - digestif, organes internes
Inducers
Homme
13-19 jours post ovulation
Signaux chimiques qui induisent la
différenciation en tissus neural?
Faux :
« default state» (stade par défaut) est neural
Futur
Ectoderme
Ectoderme dissocié
(pas de «signaling» inter cellulaire)
Futur
Ectoderme
Ectoderme dissocié
(pas de «signaling» inter cellulaire)
Conclusion
- Ectoderme n’est pas « induit » pour devenir du tissus
neural (organizer).
Ectoderme : molécules qui inhibent l’induction neurale
« Organiser » : molécules qui permettent à l’ectoderme de
devenir tissus neural, inhibe la formation de l’épiderme.
Induction neurale est une inhibition
d’inhibiteurs
Neurulation : formation du SN
SN dérive de l’ectoderme. Plaque neurale:
progénitures neuraux (neurone immature et
cellules gliales). 3ème semaine.
Notochorde : ectoderme, plaque neurale puis tube neural.
Signaling molecules:
different families.
members of
Tube neural: encéphale et moelle
épinière
Crête neurale : SNP et SN autonome
Neural crest cells
leave the dorsal
part of spinal cord :
sensory
neurons
(DRG) .
Adapté de THE DEVELOPING HUMAN: CLINICALLY ORIENTED EMBRYOLOGY, 9TH EDITION
ISBN: 978-1-4377-2002-0, K. L. Moore, T.V.N. Persaud, M. G. Torchia,. Elsevier Saunders.
Formation du tube neural : neurulation
25éme
27éme
Plusieurs points de fermeture
4éme au 6ème somites: formation plaque neurale et tube neural
Au dessus: cerveau. Au dessous: moelle épinière
Fusion initiale : 5éme
https://syllabus.med.unc.edu/courseware/embryo_images/unitwelcome/welcome_htms/contents.htm
Non fermeture du tube neural
Facteurs nutritionnels
et environnementaux.
Acide folique.
Adapté de THE DEVELOPING HUMAN: CLINICALLY ORIENTED EMBRYOLOGY, 9TH
EDITION ISBN: 978-1-4377-2002-0, Keith L. Moore, T.V.N. Persaud,, Mark G. Torchia,.
Elsevier Saunders.
https://www.youtube.com/watch?v=lGLexQR9xGs
Expression d’un gène particulier
localisation et à un moment précis
dans
une
- Régulation par des programmes moléculaires
- Epigénétique
Morphogène.
Molécule
qui
spécifie
différents types cellulaires ou différentes
régions
d'un
organisme
selon
sa
concentration
Phénotypes / identités
Facteurs de
transcriptions
Gradients morphogéniques
2 axes : antéro postérieur et rostro caudal
Drosophile gradient antéro postérieur:
Exemple
Morphogène
Expression d’un
facteur de
transcription
Drosophile gradient dorso ventral:
Exemple
Facteur de
transcription
Axe antero postérieur: FGF et Wnts
BMP : bone morphogenic protein
Axe antero postérieur: FGF et Wnts
Axe antéro postérieur: FGF et Wnts
FGF : fibroblast growth factor
Conclusion : identité régionale de la plaque neurale sur l’axe
antéro postérieur résulte de l’action coordonnée des
inhibiteurs du « signaling » BMP et FGFs
« Patterning » A/P de la plaque neurale
Plaque neurale: se développerait sur toute sa longueur en
une même structure sans signaux.
3 vésicules primaires ou
primitives
Antérieur, rostral : cerveau.
Postérieur, caudal: moelle épinière.
3 vésicules cérébrales
Prosencéphale
Mésencéphale
Rhombencéphale
•
3 vésicules
5 vésicules
• Courbures et flexions
(cervicale et céphalique)
Prolifération rapide des cellules.
Vitesse non homogène le long du tube.
Tube neural : régionalisation Axe antéro postérieur
Rhombomères
Plan
1 - Développement du SNC des mammifères: généralités
2 - S N moteur adulte: organisation hiérarchisée
3 – Développement de la moelle épinière.
Diversification des identités neuronales.
4 - Développement des méninges
5 - Myélinisation des fibres nerveuses
6 – Développement cérébral
Système Nerveux Moteur
Extrêmement complexe
Coordonne plusieurs combinaisons de plus de 750 muscles
Circuits complexes dans la moelle épinière qui contrôlent
les mouvements stéréotypiques
Division des structures motrices
Moelle épinière : commande et contrôle la coordination des
contactions musculaires
Cerveau (cortex et tronc cérébral): commande et contrôle
les programmes moteurs de la moelle épinière
Système Nerveux Moteur
PLANNIFIER
Cerveau
COORDONNER
Moelle épinière
Reflexes, automatismes moteurs
EXECUTER
Muscles
ME: Organisation
Grise :corps cellulaires
Dorsale (postérieure)
Corps cellulaires
inter neurone
Blanche
Canal central ______
Cellules gliales
Grise
Corps cellulaires
motoneurone
Ventrale (antérieure)
ME: Organisation
Blanche : axones (fibres). Cellules gliales. Conducteur.
Blanche
• Fibres ascendantes:
• informations sensitives
corps au cerveau
du
Fibres descendantes :
informations du cerveau à la
moelle épinière puis au corps
- Stimulations des muscles
- Stimulations des glandes
Types neuronaux dans la moelle
épinière
Neurones moteurs
Distribution sur l’axe rostro-caudal
C3 – T1 : 50 muscles des bras.
Elargissement ventral de la moelle.
L1 – S3 : muscles des jambes.
Distribution médio-latérale
Muscles axiaux : position médiale
Muscles distaux : position latérale