接合神経根：神経管の欠陥に非常に敏感な脊髄の離散領域を形作るユニークな発達プログラム

より高い脊椎動物では、神経系の原始、神経管は、一次神経および二次神経症と呼ばれる2つの連続した根本的に異なるプロセスを通して、ostrocaudal軸に沿って形作られます。神経症の失敗は、神経管欠損（NTD）と呼ばれる神経系の重度の異常につながります。これは、ヒトで最も一般的な先天性奇形の1つです。人間にNTDを引き起こすメカニズムは不明確なままです。特に興味深いのは、脊椎の多くのNTD症例を包含する胸腰部領域は、一次神経と二次神経の接合部に対応しています。したがって、この領域の神経症中にどの発達プロセスが動作するかを解明することは、NTDの病因を解明するために極めて重要です。ここで、ニワトリ胚をモデルとして使用して、接合部では、神経管が、局所的な細胞の侵入と付加と組み合わせた標高と折り畳みの協調的な動きを含むユニークな発達プログラムによって精巧になっていることを示します。このプロセスは、接合部と二次神経チューブの両方のすべての神経前駆細胞を供給しながら、一次および二次神経チューブ間のトポロジーの連続性を保証します。それは他の神経症のイベントとは異なるため、この現象の接合神経糸液と呼ばれます。さらに、平面細胞極性メンバーであるPrickle-1は、明確に接合神経尿症の間に補充され、限られた期間内のその筋皮は、ヒトの脊椎NTDをフェノコピーする異常を引き起こすのに十分です。したがって、私たちの研究は、ヒトのNTD有病率の因果関係を理解するための分子的および細胞的基礎を提供し、脊髄形成の低下における重要な役割を刺していると考えています。

In higher vertebrates, the primordium of the nervous system, the neural tube, is shaped along the rostrocaudal axis through two consecutive, radically different processes referred to as primary and secondary neurulation. Failures in neurulation lead to severe anomalies of the nervous system, called neural tube defects (NTDs), which are among the most common congenital malformations in humans. Mechanisms causing NTDs in humans remain ill-defined. Of particular interest, the thoracolumbar region, which encompasses many NTD cases in the spine, corresponds to the junction between primary and secondary neurulations. Elucidating which developmental processes operate during neurulation in this region is therefore pivotal to unraveling the etiology of NTDs. Here, using the chick embryo as a model, we show that, at the junction, the neural tube is elaborated by a unique developmental program involving concerted movements of elevation and folding combined with local cell ingression and accretion. This process ensures the topological continuity between the primary and secondary neural tubes while supplying all neural progenitors of both the junctional and secondary neural tubes. Because it is distinct from the other neurulation events, we term this phenomenon junctional neurulation. Moreover, the planar-cell-polarity member, Prickle-1, is recruited specifically during junctional neurulation and its misexpression within a limited time period suffices to cause anomalies that phenocopy lower spine NTDs in human. Our study thus provides a molecular and cellular basis for understanding the causality of NTD prevalence in humans and ascribes to Prickle-1 a critical role in lower spinal cord formation.