互惠机械化学反馈耦合神经嵴迁移与神经胚形成

头部神经胚形成和神经嵴迁移是脊椎动物头部发育中具有决定性意义的形态发生事件。尽管传统上它们被视为彼此独立、具有组织自主性的发育程序，但二者在时空上的显著重叠提示其之间可能存在功能耦联。在此，我们表明，这两个过程通过相互的机械—化学反馈相连接。 我们发现，神经嵴的集体迁移对于神经管闭合至关重要。当神经嵴细胞脱层并侵入周围中胚层时，它们会重塑神经嵴—神经板界面的纤维连接蛋白，形成一种特化的细胞外基质；这种基质不仅将两种组织分隔开来，还通过促进神经板细胞的径向插层和顶端收缩来推动神经管的形态发生。这种细胞外基质重塑依赖于神经嵴特异性的膜结合型金属蛋白酶 MMP14 的表达。 相反，神经管形态发生也会驱动神经嵴迁移。神经板弯曲过程中产生的机械压缩会诱导神经嵴细胞中 MMP14 的表达，从而触发细胞外基质重塑，并形成反馈以促进神经管闭合。 综上所述，我们的研究结果揭示，神经胚形成与神经嵴迁移并非彼此独立的形态发生程序，而是一个自我强化的机械—化学回路的组成部分，该回路协调了脊椎动物头部的形态发生。

头部神经胚形成和神经嵴迁移是脊椎动物头部发育中具有决定性的形态发生事件。尽管传统上这些过程被视为彼此独立、由组织自主驱动的程序，但二者在时空上的显著重叠提示其存在功能耦联。在此，我们表明，这些过程通过相互的力学—化学反馈相联系。我们发现，神经嵴的集体迁移对于神经管闭合至关重要。当神经嵴细胞脱离上皮并侵入周围中胚层时，它们会重塑神经嵴—神经板界面处的纤连蛋白，形成一种特化的细胞外基质，该基质不仅将两种组织分隔开来，还通过促进神经板细胞的径向插入和顶端收缩来推动神经管形态发生。这种细胞外基质重塑依赖于神经嵴中特异性表达的膜结合型金属蛋白酶MMP14。反过来，神经管形态发生又驱动神经嵴迁移。神经板弯曲过程中产生的机械压缩诱导神经嵴细胞中MMP14的表达，从而触发细胞外基质重塑，并反馈性地促进神经管闭合。综上，我们的研究结果揭示，神经胚形成和神经嵴迁移并非彼此独立的形态发生程序，而是一个自我强化的力学—化学回路的组成部分，该回路协调脊椎动物头部的形态发生。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.14.744800v1?rss=1

🏷️ 神经嵴迁移 神经胚形成 机械化学反馈 细胞外基质重塑 MMP14