Organizatorul mid-diencefalic , sau SDO ( eng. organizator mid-diencefalic , MDO ) este o structură embrionară care se formează la granița dintre viitorul talamus („talamus dorsal”) și viitorul subtalamus (sau, cu alte cuvinte, viitorul pretalamus). , peritalamus, „talamus ventral” ) în timpul dezvoltării diencefalului embrionar . După formarea sa, organizatorul middiencefalic guvernează întregul proces de maturizare ulterioară și organizare zonală a viitorului talamus și a viitorului subtalamus .
După finalizarea procesului de maturare embrionară și organizarea zonală a talamusului și subtalamusului , organizatorul diencefalic mijlociu încetează să mai funcționeze și se transformă în așa-numita zonă intratalamică limitată ( lat. zona limitans intratalamica , ZLI ), care separă talamus din subtalamus cu bandă îngustă .
În zona joncțiunii dintre domeniile de expresie a proteinelor ale factorilor de transcripție Fez și Otx (adică la granița dintre viitorul subtalamus și viitorul talamus ), așa- numita structură organizatoare mid-diencefalica, sau organizatorul mid-diencefalic , MDO) se formează în complexul talamic embrionar. Organizatorul mid-diencefalic este un fel de „dirijor de orchestră”, principalul organizator al întregului proces ulterior de dezvoltare embrionară a talamusului și subtalamusului , trimițând semnalele intercelulare necesare diferențierii corecte a celulelor nucleelor talamusului . si subtalamus . Absența organizatorului middiencefalic are ca rezultat absența talamusului și adesea și a subtalamusului în creierul fetal în curs de dezvoltare . Organizatorul middiencefalic însuși se maturizează în timpul dezvoltării embrionare a complexului talamic în direcția de la părțile sale mai ventrale, care se maturizează mai devreme, la cele mai dorsale, care se maturizează mai târziu. Proteinele aparținând familiilor SHH și Wnt sunt principalele semnale de reglare și diferențiere emise de organizatorul mid-diencefalic.
Pe lângă funcția sa de „dirijor de orchestră” care controlează întregul proces de dezvoltare embrionară ulterioară a talamusului și subtalamusului , organizatorul diencefalic mijlociu se maturizează ulterior într-o structură histologică specială în talamus , așa-numita „ zonă intratalamusă limitată ”. ( lat. zona limitans intrathalamic (ZLI) ).
Imediat după formarea sa inițială, organizatorul middiencefalic începe să-și îndeplinească rolul de conducător principal al întregului proces ulterior de dezvoltare embrionară a talamusului și pretalamusului din complexul talamic rudimentar. Îndeplinește acest rol prin eliberarea de molecule de semnalizare precum SHH. [1] La șoareci și alte mamifere, rolul funcțional al semnalizării moleculelor de proteină SHH secretate de organizatorul middiencefalic în orchestrarea procesului de dezvoltare embrionară ulterioară a talamusului și pretalamusului din complexul talamic rudimentar nu a fost elucidat direct, deoarece o mutație genetică. ducând la absența unei proteine funcționale SHH, duce la absența completă în embrionul în curs de dezvoltare nu numai a rudimentelor complexului talamic, ci a întregului diencefal. [2]
Cu toate acestea, studiile privind dezvoltarea embrionilor de pui au arătat că expresia proteinei de semnalizare SHH de către organizatorul diencefalic mijlociu este atât o condiție necesară, cât și o condiție suficientă pentru inducerea ulterioară a exprimării genelor care controlează diferențierea celulelor talamice și pretalamice și , în consecință, pentru buna lor dezvoltare. [3] Studiile efectuate la un alt organism model, peștele zebra, au arătat că expresia a două gene ale familiei SHH, așa-numitele SHH-a și SHH-b (cunoscute anterior și sub numele de twhh), definește limitele zonei organizatoare mid-diencefalice. și că moleculele de semnalizare SHH sunt necesare și suficiente pentru inducerea inițială a diferențierii moleculare a celulelor viitorului talamus și pretalamus, dar nu sunt esențiale pentru menținerea și maturarea lor ulterioară. În plus, studiile la peștele-zebră au arătat că moleculele de semnalizare SHH care provin din organizatorul middiencefalic sunt necesare și suficiente pentru a induce diferențierea și maturarea ulterioară atât a talamusului, cât și a pretalamusului, în timp ce semnalele SHH provin din mai mult ventral către talamusul și pretalamusul în curs de dezvoltare ale talamusului și pretalamusului. regiunile creierului nu au o importanță deosebită pentru dezvoltarea acestor structuri, iar absența semnalelor SHH care ies ventral nu duce la o dezvoltare afectată a talamusului și/sau pretalamusului, spre deosebire de semnalele SHH care provin de la organizatorul diencefalic mijlociu. [patru]
Expunerea la gradientul de expresie al proteinei SHH produsă de organizatorul diencefalic mijlociu duce la diferențierea neuronilor viitorului talamus și pretalamus. Gradientul de expresie al proteinei SHH produs de organizatorul diencefalic mijlociu determină formarea unui val al gradientului de expresie a proteinei genei neurogeninei-1 proneurale, propagăndu-se în direcția din spate în față, în principal (caudal). ) domeniul mugurului talamic și, simultan - formarea undei gradientului de exprimare a proteinei Ascl1 (cunoscut anterior ca Mash1) în banda îngustă rămasă de celule mugurelui talamic rostral imediat adiacent organizatorului middiencefalic (adică, în domeniul rostral). a mugurului talamic) şi în pretalamus. [5] [6]
Formarea acestor gradienți zonali specifici de expresie a anumitor proteine proneurale duce la diferențierea suplimentară a neuronilor „releu-releu” glutamatergici de celulele progenitoare neurogenină-1-pozitive situate în domeniul caudal al rudimentului talamic și la diferențierea inhibitorilor GABAergici. neuronii din cei localizați în domeniul rostral al mugurelui talamic direct adiacent organizatorului mid-diencefalic și în pretalamusul celulelor progenitoare Ascl1-pozitive. La pești, alegerea uneia dintre aceste două căi alternative de diferențiere pentru fiecare celulă progenitoare specifică într-una sau alta zonă a complexului talamic rudimentar este controlată de expresia dinamică a proteinei Her6, care este un omolog al proteinei HES1 umane. Exprimarea acestui factor de transcripție , care aparține familiei bHLH de proteine „păroase”, duce la suprimarea exprimării genei neurogeninei-1, dar este necesară pentru a menține și a îmbunătăți expresia proteinei Ascl1. În procesul de dezvoltare embrionară ulterioară a mugurelui talamic, expresia proteinei Her6 și, în consecință, suprimarea asociată a exprimării proteinei neurogeninei-1 și creșterea expresiei proteinei Ascl1 dispar treptat în domeniul caudal. a mugurului talamic, în timp ce în pretalamus și într-o fâșie îngustă de celule talamice situate rostral adiacent organizatorului diencefalic mijlociu, expresia proteinei Her6 și, în consecință, suprimarea expresiei proteinei neurogeninei-1 și creșterea în expresia Ascl1 crește și crește. Acest lucru face ca gradientul caudal-rostral al expresiei neurogeninei-1/Ascl1 să fie mai pronunțat, limitele domeniului mai distincte și contribuie la finalizarea maturării și diferențierii celulelor talamice și pretalamice. Studiile în dezvoltarea embrionilor de pui și șoarece au arătat că blocarea căii de semnalizare a proteinei SHH în această perioadă de dezvoltare embrionară duce la absența completă a domeniului rostral al mugurelui talamic și la o scădere semnificativă a dimensiunii domeniului caudal al mugure talamic. Domeniul rostral al mugurelui talamic dă naștere neuronilor inhibitori GABAergici ai talamusului, localizați în principal în nucleul reticular al talamusului animalelor adulte, în timp ce domeniul caudal al mugurelui talamic dă naștere neuronilor „releu-releu” glutamatergici care fac ridică cea mai mare parte a celulelor talamusului și suferă o diferențiere suplimentară odată cu formarea nucleelor talamice individuale și a grupurilor de nuclee. [7]
S-a demonstrat că la om, o variație genetică comună în regiunea promotoare a genei proteinei transportoare a serotoninei (SERT), și anume, posesia unei alele lungi (SERT-long) sau scurtă (SERT-short) a acestei gene ( gena 5-HTTLPR), afectează modul de dezvoltare și maturare embrionară și ulterioară (postembrionară) a anumitor zone ale talamusului și dimensiunea lor finală la adulți. Persoanele care au două alele „scurte” ale genei 5-HTTLPR (SERT-ss) au mai mulți neuroni în nucleul pulvinar al talamusului și o dimensiune mai mare a acestui nucleu și, posibil, mai mulți neuroni și o dimensiune mai mare a nucleelor limbice ale talamusul (nuclei, menținând contactul cu centrii emoționali ai sistemului limbic), în comparație cu heterozigoții pentru această genă sau posesorii a două alele „lungi” ale genei 5-HTTLPR. Creșterea dimensiunii acestor structuri talamice la astfel de oameni este propusă ca parte a unei explicații anatomice a motivului pentru care persoanele care au două alele „scurte” ale genei 5-HTTLPR sunt mai mari decât persoanele care sunt heterozigote pentru această genă sau au două " alele lungi”. Gena 5-HTTLPR este predispusă la tulburări mentale precum tulburarea depresivă majoră , tulburarea de stres post-traumatic (PTSD), precum și tendințele și încercările de suicid . [opt]