第一节　神经胚形成期

一、神经管的形成

神经管（neural tube），又称为髓管，是中枢神经系统的原基，其形成包含了一系列复杂精密的过程。

人体胚胎最初形似扁平的圆盘，称为胚盘，由三层细胞组成，分别为内胚层，中胚层和外胚层。神经系统起源于胚胎的外胚层。人体受孕后8天左右，背部中胚层（脊索中胚层）与外胚层接触时发出诱导信号，中线外胚层细胞变长，其侧翼的外胚层细胞变扁平，使得预定的神经区域凸出于周边外胚层，形成神经板（neural plate）结构。信号的诱导作用使神经板逐渐增长，在其正中线处出现凹陷的神经沟（neural groove），神经沟的侧缘则增厚形成神经褶（neural folds）。神经褶在神经沟背侧中部愈合，继而向头、尾端延伸，最终闭合成管状结构，即神经管（neural tube）。神经管的头尾两端各有一个开口，分别为前神经孔和后神经孔，胚胎发育到第25天左右，前神经孔闭合，第27天左右后神经管闭合，完整的神经管形成。神经褶愈合成为神经管的过程中与其背部上方的非神经外胚层分离。与此同时，两侧的非神经外胚层细胞重新融合在一起形成的完整的表面外胚层。神经管的头段膨大，发育成脑，尾端较细发育成脊髓；神经管充满液体的管腔最终发育成大脑的脑室系统和中央管。

在神经沟闭合B成为神经管的过程中，神经褶边缘与外胚层相延续的细胞游离出来，形成左右两条与神经沟平行的细胞索，位于表面外胚层的下方和神经管的背外侧，形成神经嵴（neural crest）。神经嵴最终分化为周围神经系统的神经细胞。神经嵴的发育与其下的中胚层密切相关。在此阶段，中胚层在神经管两侧也形成了突出的膨起结构，称为体节（somite），体节最终发育为33个独立的脊椎骨和骨骼肌，支配这些骨骼肌的周围神经形成体神经运动系统。

整个神经板闭合形成神经管的过程称为神经胚的形成（neurulation），其开始于神经板的形成，结束于神经管的闭合（图1-1）。

图1-1　神经胚的形成

A.神经板的形成；B.神经沟和神经褶；C.神经管的闭合；D.神经嵴的形成

二、神经管闭合缺陷

神经管的闭合是一个异常复杂的过程，有赖于单个细胞在三维立体层面的一系列精准变化及相邻细胞间作用的变化，同时要与非神经外胚层和相邻中胚层的发育过程密切协同。一系列特异性的基因表达调控神经胚的形成，这些基因的表达部分受到细胞的位置及其局部化学环境的影响。因此，神经管的闭合对孕期体内化合物和化合物缺乏异常敏感。

作为神经系统发育中的关键过程，神经管闭合发生在胚胎早期，在人体受孕22天左右即完成，神经管闭合异常是这一时期最常见的严重出生缺陷，其发生率约为0.1%～0.2%。如上所述，神经管的闭合首先发生在神经沟的中部，然后延伸到头尾两端。神经管的头段闭合失败，导致无脑畸形（anencephaly）；神经沟的中部或尾部闭合失败则导致脑脊膜膨出或其他继发性缺陷如脊柱裂等（图1-2）。研究表明，神经管闭合缺陷与受孕后至神经管形成期膳食中叶酸缺乏密切相关，在这一时期补充叶酸能够大幅降低神经管闭合缺陷的发生率。

图1-2　神经管闭合缺陷

（郝悦）

参考文献

1.Ogura Y，Sasakura Y. Developmental Control of Cell-Cycle Compensation Provides a Switch for Patterned Mitosis at the Onset of Chordate Neurulation. Dev Cell，2016，37：148-161.

2.Arth A，Kancherla V，Pachón H，Zimmerman S，Johnson Q，Oakley GP Jr. A 2015 global update on folic acidpreventable spina bifida and anencephaly. Birth Defects Res A Clin Mol Teratol，2016，106：520-529.