เซลล์ประสาทบุผิวหรือเซลล์ประสาทชั้นนอกจะสร้างผนังของท่อประสาท ที่ปิดสนิท ในช่วงการพัฒนาของตัวอ่อนระยะ แรก เซลล์ประสาทบุผิวจะทอดตัวไปตามความหนาของผนังท่อ เชื่อมต่อกับ ผิว ชั้นนอกและผิวชั้นในของโพรงหรือ ช่อง ภายในเซลล์เหล่านี้จะเชื่อมต่อกันที่ช่องภายในของท่อด้วยคอมเพล็กซ์เชื่อมต่อซึ่งจะสร้างชั้นของเยื่อบุผิวเทียมที่เรียกว่าเยื่อบุผิวประสาท^{[ 1 ]}

เซลล์ประสาทเยื่อบุผิวเป็นเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทส่วนกลางซึ่งรู้จักกันในชื่อเซลล์ต้นกำเนิดประสาทและสร้างเซลล์ต้นกำเนิด ขั้นกลาง ที่เรียกว่าเซลล์เกลียรัศมีซึ่งจะแตกต่างไปเป็นเซลล์ประสาทและเซลล์เกลียในกระบวนการสร้างเซลล์ประสาท^{[ 1 ]}

ในช่วงสัปดาห์ที่สามของการเจริญเติบโตของตัวอ่อน สมองเริ่มพัฒนาในทารกในครรภ์ระยะแรกในกระบวนการที่เรียกว่าการสร้างรูปร่าง^{[ 2 ]}เซลล์ประสาทเยื่อบุผิวของเอกโตเดิร์มเริ่มเพิ่มจำนวนอย่างรวดเร็วและพับตัวเพื่อสร้างแผ่นประสาทซึ่งจะเกิดการเว้าเข้าไปในช่วงสัปดาห์ที่สี่ของการเจริญเติบโตของตัวอ่อนและก่อตัวเป็นท่อประสาท^{[ 2 ]}การก่อตัวของท่อประสาททำให้เซลล์ประสาทเยื่อบุผิวมีขั้ว โดยหันด้านยอดของเซลล์ให้หันเข้าด้านใน ซึ่งต่อมาจะกลายเป็นโซนโพรงสมอง และด้านฐานหันออกด้านนอก ซึ่งสัมผัสกับเยื่อหุ้มสมองชั้น นอก หรือพื้นผิวด้านนอกของสมองที่ กำลังพัฒนา ^{[ 3 ]}ในส่วนหนึ่งของขั้วนี้ เซลล์ประสาทเยื่อบุผิวจะแสดงออกโปรมินิน-1ในเยื่อหุ้มพลาสมาด้านยอด เช่นเดียวกับจุดเชื่อมต่อแน่นเพื่อรักษาขั้วของเซลล์^{[ 4 ]}อินทิกรินอัลฟา 6ยึดเซลล์ประสาทเยื่อบุผิวไว้กับเยื่อฐาน^{[ 4 ]}ท่อประสาทเริ่มต้นจากเซลล์เยื่อบุผิวแบบเทียม ชั้นเดียว แต่การเพิ่มจำนวนอย่างรวดเร็วของเซลล์เยื่อบุประสาทจะสร้างชั้นเพิ่มเติมและในที่สุดก็เกิดเป็นบริเวณการเจริญเติบโตที่แตกต่างกันสาม บริเวณ ^{[ 2 ] [ 4 ]}เมื่อชั้นเพิ่มเติมเหล่านี้ก่อตัวขึ้น ขั้วยอด-ฐานจะต้องถูกควบคุมลง^{[ 3 ]} การเพิ่มจำนวนของเซลล์ในบริเวณเหล่านี้ต่อไปจะทำให้เกิดบริเวณที่แตกต่างกันสามส่วนของสมอง ได้แก่สมองส่วนหน้าสมองส่วนกลางและสมองส่วนหลังท่อประสาทยังก่อให้เกิดไขสันหลังอีก ด้วย ^{[ 2 ]}

เซลล์ประสาทเยื่อบุผิวเป็นเซลล์ต้นกำเนิดชนิดหนึ่งและมีความสามารถในการสร้างตัวเองขึ้นใหม่ ในระหว่างการสร้างท่อประสาท เซลล์ประสาทเยื่อบุผิวจะแบ่งตัวแบบสมมาตรทำให้เกิดเซลล์ประสาทเยื่อบุผิวใหม่สองเซลล์ ในระยะต่อมาของการพัฒนาสมอง เซลล์ประสาทเยื่อบุผิวจะเริ่มสร้างตัวเองขึ้นใหม่และให้กำเนิดเซลล์ต้นกำเนิดที่ไม่ใช่เซลล์ต้นกำเนิด เช่นเซลล์เรเดียลไกลอัลไปพร้อมกันโดยการแบ่งตัวแบบไม่สมมาตร การแสดงออกของ ยีน Tis21ซึ่งเป็นยีนต้านการแบ่งตัว ทำให้เซลล์ประสาทเยื่อบุผิวเปลี่ยนจากการแบ่งตัวแบบเพิ่มจำนวนไปเป็นการแบ่งตัวเป็นเซลล์ประสาท เซลล์ประสาทเยื่อบุผิวจำนวนมากยังแบ่งตัวเป็นเซลล์เรเดียลไกลอัล ซึ่งเป็นเซลล์ที่คล้ายกัน แต่มีข้อจำกัดด้านชะตากรรมมากกว่า เนื่องจากเป็นเซลล์ที่มีข้อจำกัดด้านชะตากรรมมากกว่า เซลล์เรเดียลไกลอัลจะสร้างเซลล์ประสาทหลังการแบ่งตัว เซลล์ต้นกำเนิดขั้นกลาง หรือเซลล์แอสโทรไซต์ในกระบวนการสร้าง เซลล์ไกลอั ล ในระหว่างการแบ่งเซลล์ประสาทเยื่อบุผิว การเคลื่อนย้ายนิวเคลียสระหว่างระยะต่างๆ ช่วยให้เซลล์สามารถแบ่งตัวได้อย่างไม่จำกัดในขณะที่ยังคงรักษาความหนาแน่นไว้ได้ ในระหว่าง ระยะ G1นิวเคลียสของเซลล์จะเคลื่อนที่ไปยังด้านฐานของเซลล์และคงอยู่ที่นั่นในระยะ Sและเคลื่อนที่ไปยังด้านยอดในระยะ G2การเคลื่อนที่นี้ต้องอาศัยความช่วยเหลือของไมโครทูบูลและเส้นใยแอคติน^{[ 4 ]}

เซลล์ประสาทเยื่อบุผิวให้กำเนิดเซลล์ต้นกำเนิดเรเดียลไกลอัลในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนาตัวอ่อน เพื่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงนี้ เซลล์ประสาทเยื่อบุผิวจะเริ่มลดการแสดงออกของลักษณะเยื่อบุผิวลง โดยหยุดการแสดงออกของออคลูดินซึ่งเป็นโปรตีนไทต์จังก์ชัน^{[ 3 ]}การสูญเสียออคลูดินทำให้สูญเสียซีลไทต์จังก์ชันก่อนหน้านี้ ซึ่งจำเป็นสำหรับการสร้างนิวโรบลา สต์ โปรตีนไทต์จังก์ชันอีกตัวหนึ่ง คือ PARD3ยังคงอยู่ที่ด้านยอดของเซลล์โดยอยู่ร่วมกับN-cadherinและรักษาส่วนยอดของเซลล์ประสาทเยื่อบุผิวให้คงสภาพเดิม^{[ 4 ]}ในกรณีที่ไม่มีออคลูดิน ขั้วบางส่วนยังคงหายไป และเซลล์ประสาทเยื่อบุผิวจะให้กำเนิดเซลล์เรเดียลไกลอัล^{[ 4 ]}

ในระบบประสาทส่วนกลางของผู้ใหญ่ เซลล์ประสาทบุผิวเกิดขึ้นในหลายบริเวณของสมอง ได้แก่บริเวณใต้โพรงสมอง (SVZ) ปุ่มรับกลิ่นและเดนเตตไจรัสของฮิปโปแคมปัสเซลล์เหล่านี้ไม่ปรากฏในระบบประสาทส่วนปลาย ใดๆ เซลล์ประสาทบุผิว มักถูกจัดอยู่ในกลุ่มเซลล์ต้นกำเนิดประสาท ซึ่งให้กำเนิดเซลล์ประสาทเพียงไม่กี่ชนิด ทำให้พวกมันเป็นเซลล์ที่มีศักยภาพหลายอย่าง ( multipotent ) ซึ่งแตกต่างอย่างชัดเจนจาก เซลล์ต้นกำเนิด ที่มีศักยภาพหลายอย่าง (pluripotent ) ที่พบในการพัฒนาของตัวอ่อน เซลล์ประสาทบุผิวจะแบ่งตัวแบบไมโทซิส ทำให้เกิดเซลล์ประสาทบุผิวเพิ่มขึ้น เซลล์เกลียรัศมี หรือเซลล์ต้นกำเนิดซึ่งสองชนิดหลังจะแตกต่างไปเป็นเซลล์ประสาทหรือเซลล์เกลีย เซลล์ประสาทบุผิวจะแบ่งตัวแบบไมโทซิสสองรูปแบบ คือ การแบ่งตัวแบบไม่สมมาตรเพื่อการสร้างความแตกต่าง และการแบ่งตัวแบบสมมาตรเพื่อเพิ่มจำนวน^{[ 4 ]}การแบ่งเซลล์แบบไม่สมมาตรส่งผลให้เกิดเซลล์ลูกสองชนิดที่แตกต่างกัน (เช่น เซลล์ประสาทเยื่อบุผิวแบ่งตัวเป็นเซลล์เกลียรัศมีและเซลล์ประสาทเยื่อบุผิวอีกเซลล์หนึ่ง) ในขณะที่การแบ่งแบบสมมาตรจะให้เซลล์ลูกที่เหมือนกัน ผลกระทบนี้เกิดจากทิศทางของแกนแบ่งเซลล์ซึ่งตั้งอยู่ในบริเวณด้านหลังหรือด้านหน้าของเซลล์ที่กำลังแบ่งตัว แทนที่จะอยู่ตรงกลางเหมือนในการแบ่งแบบสมมาตร เซลล์ต้นกำเนิดและเซลล์เกลียรัศมีตอบสนองต่อปัจจัยกระตุ้นการเจริญเติบโตภายนอกเซลล์ เช่นปัจจัยกระตุ้นการเจริญเติบโตของเซลล์ประสาท (CNTF) ไซโตไคน์หรือนิวเรกูลิน 1 (NRG1) ซึ่งสามารถกำหนดได้ว่าเซลล์จะแตกต่างไปเป็นเซลล์ประสาทหรือเซลล์เกลีย^{[ 5 ]}โดยรวมแล้ว การสร้างเซลล์ประสาทถูกควบคุมโดยเส้นทางการควบคุมที่หลากหลายในระบบประสาทส่วนกลาง รวมถึงปัจจัยอื่นๆ อีกหลายประการ ตั้งแต่ยีนไปจนถึงสิ่งเร้าภายนอก เช่น พฤติกรรมส่วนบุคคลของแต่ละบุคคล เครือข่ายขนาดใหญ่ที่เชื่อมโยงกันของการตอบสนองเชิงควบคุมทำหน้าที่ปรับแต่งการตอบสนองที่ได้รับจากเซลล์ประสาทที่สร้างขึ้นใหม่^{[ 6 ]}

การสร้างเซลล์ประสาทใหม่ในสมองของผู้ใหญ่มักเกี่ยวข้องกับโรคที่ทำให้ระบบประสาทส่วนกลางเสื่อมลง เช่นโรคฮันติงตันโรคอัลไซเมอร์และโรคพาร์กินสันในขณะที่การสร้างเซลล์ประสาทใหม่ในผู้ใหญ่จะเพิ่มขึ้นในฮิปโปแคมปัสในผู้ป่วยที่เป็นโรคเหล่านี้ แต่ผลกระทบนั้นเป็นการฟื้นฟูหรือยังไม่สามารถสรุปได้^{[ 7 ]}บุคคลที่เป็นโรคเหล่านี้มักแสดงความสามารถในการดมกลิ่นลดลง เช่นเดียวกับกิจกรรมการรับรู้ที่ลดลงในฮิปโปแคมปัส ซึ่งเป็นบริเวณเฉพาะของการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ ยีนที่เกี่ยวข้องกับโรคเหล่านี้ เช่นα-synuclein , presenilin 1 , MAPT (โปรตีนเทาที่เกี่ยวข้องกับไมโครทิวบูล) และhuntingtinมักเกี่ยวข้องกับความยืดหยุ่นในสมองและการปรับเปลี่ยน^{[ 8 ]}ความยืดหยุ่นของระบบประสาทเกี่ยวข้องกับการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ในลักษณะที่เสริมกัน เซลล์ประสาทใหม่ที่สร้างขึ้นโดยเซลล์เยื่อบุประสาท เซลล์ต้นกำเนิด และเซลล์เกลียรัศมีจะไม่สามารถอยู่รอดได้เว้นแต่จะสามารถรวมเข้ากับระบบโดยการสร้างการเชื่อมต่อกับเพื่อนบ้านใหม่ สิ่งนี้ยังนำไปสู่แนวคิดที่เป็นข้อถกเถียงมากมาย เช่น การบำบัดด้วยเซลล์ประสาทที่เกี่ยวข้องกับการปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดในพื้นที่ที่เสียหาย^{[ 7 ]}

เนื้องอกประสาทเยื่อบุผิวแบบดิสเอ็มบริโอพลาสติกเป็นเนื้องอกชนิดไม่ร้ายแรง ที่หายาก ซึ่งส่งผลกระทบต่อเด็กและวัยรุ่นที่มีอายุต่ำกว่า 20 ปี เนื้องอกเกิดขึ้นในเนื้อเยื่อที่หุ้มสมองและไขสันหลัง อาการของเนื้องอกขึ้นอยู่กับตำแหน่ง แต่เด็กส่วนใหญ่จะมีอาการชักที่ไม่สามารถควบคุมได้ด้วยยา DNT มักได้รับการรักษาด้วยการผ่าตัดและผู้ป่วยมักจะสามารถฟื้นตัวได้อย่างสมบูรณ์โดยมีผลกระทบระยะยาวน้อยมากหรือไม่มีเลย^{[ 9 ]}

ซีสต์ประสาทเยื่อบุผิว หรือที่รู้จักกันในชื่อซีสต์คอลลอยด์มักเกิดขึ้นในบุคคลที่มีอายุระหว่าง 20 ถึง 50 ปี และพบได้น้อยในบุคคลที่มีอายุน้อยกว่า 20 ปี ซีสต์เหล่านี้เป็นเนื้องอกที่ไม่ร้ายแรง ซึ่งมักปรากฏใน โพรง สมองส่วน หน้า ซีสต์เหล่านี้เกิดขึ้นในเยื่อบุผิว ทำให้ผู้ป่วยมีความเสี่ยงต่อภาวะน้ำ ในสมองคั่งจากการอุดตัน ความ ดันในกะโหลกศีรษะสูงขึ้นและในบางกรณีอาจเกิดภาวะเลือดออกภายในซีสต์ได้ ซึ่งเกิดจากการที่ซีสต์ขยายใหญ่ขึ้น ทำให้เยื่อบุผิวหลั่งของเหลวเมือกออกมามากขึ้น ซีสต์เหล่านี้มักพบโดยบังเอิญ หรือเมื่อผู้ป่วยมีอาการของภาวะน้ำในสมองคั่ง ซีสต์ขนาดใหญ่จะได้รับการผ่าตัด ในขณะที่ซีสต์ขนาดเล็กที่ไม่ก่อให้เกิดการอุดตันสามารถปล่อยไว้ได้^{[ 10 ]}

เนื้องอกโอลิโกเดนโดรกลิอัลเกิดขึ้นในเซลล์เกลีย ซึ่งมีหน้าที่สนับสนุนและปกป้องเซลล์ประสาทในสมอง เนื้องอกจะเจริญเติบโตบนโอลิโกเดนโดรไซต์และมักพบในสมองส่วนซี รีบรัม บริเวณ กลีบ หน้าผากหรือ กลีบ ขมับ เนื้องอกอาจเติบโตช้าในลักษณะที่มีการแยกแยะที่ดี ทำให้การเกิดอาการล่าช้า หรืออาจเติบโตอย่างรวดเร็วจนกลายเป็นโอลิโกเดนโดรกลิโอมา ชนิด แอนาพลาสติก อาการของเนื้องอกชนิดนี้ ได้แก่ ปวดศีรษะและปัญหาการมองเห็น นอกจากนี้ การอุดตันของโพรงสมองอาจทำให้เกิดการสะสมของน้ำไขสันหลังส่งผลให้เกิดอาการบวมรอบๆ เนื้องอก ตำแหน่งของเนื้องอกอาจส่งผลต่ออาการด้วยเช่นกัน เนื่องจากเนื้องอกในกลีบหน้าผากอาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอารมณ์หรือบุคลิกภาพอย่างค่อยเป็นค่อยไป ในขณะที่เนื้องอกในกลีบขมับส่งผลให้เกิดปัญหาด้านการประสานงานและการพูด^{[ 11 ]}

นักวิจัยสามารถสร้างเซลล์ประสาทไคเมรา ได้ โดยการรวมเซลล์ประสาทที่พัฒนามาจากเซลล์ต้นกำเนิดตัวอ่อนเข้ากับเซลล์เกลียที่ได้มาจากเซลล์ต้นกำเนิดตัวอ่อน เช่นกัน เซลล์ประสาทไคเมราเหล่านี้ช่วยให้นักวิจัยมีวิธีการศึกษาอย่างครอบคลุมเกี่ยวกับกลไกทางโมเลกุลเบื้องหลังการซ่อมแซมและการสร้างเซลล์ใหม่ผ่านเซลล์ต้นกำเนิดของเยื่อบุประสาท และหวังว่าจะช่วยให้เข้าใจถึงความเป็นไปได้ในการซ่อมแซมระบบประสาทในทางคลินิก ในความพยายามที่จะระบุลักษณะสำคัญที่ทำให้เซลล์เยื่อบุประสาทแตกต่างจากเซลล์ต้นกำเนิดนักวิจัยได้ระบุเส้นใยระดับกลางที่แสดงออกโดย 98% ของเซลล์เยื่อบุประสาทในท่อประสาท แต่ไม่พบในเซลล์ต้นกำเนิด หลังจากค้นพบนี้แล้ว ก็เป็นที่ชัดเจนว่าเซลล์ทั้งสามชนิดในระบบประสาทเกิดจากประชากรเซลล์ต้นกำเนิดที่เป็นเนื้อเดียวกัน เพื่อให้การซ่อมแซมระบบประสาทในทางคลินิกเป็นไปได้ นักวิจัยจำเป็นต้องศึกษาลักษณะเฉพาะของการกำหนดตำแหน่งของเซลล์ต้นกำเนิดในระหว่างการพัฒนาสมองเพิ่มเติม โดยการระบุปัจจัยที่กำหนดให้เซลล์ต้นกำเนิดกลายเป็นเซลล์ชนิดใดชนิดหนึ่ง แม้ว่าปัจจัยที่นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงรูปร่างของเซลล์จะยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด แต่นักวิจัยได้ใช้ประโยชน์จากเซลล์ประสาทลูกผสมระหว่างมนุษย์และหนูเพื่อสำรวจการพัฒนาของเซลล์ประสาทและเซลล์เกลียของมนุษย์ในแบบจำลองสัตว์ เซลล์ประสาทลูกผสมเหล่านี้ช่วยให้นักวิจัยสามารถศึกษาโรคทางระบบประสาทในแบบจำลองสัตว์ที่สามารถควบคุมการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากบาดแผลและปฏิกิริยาได้ ในที่สุด นักวิจัยหวังว่าจะสามารถใช้ข้อมูลที่ได้จากการทดลองเซลล์ประสาทลูกผสมเหล่านี้เพื่อซ่อมแซมบริเวณสมองที่ได้รับผลกระทบจากความผิดปกติของระบบประสาทส่วนกลาง อย่างไรก็ตาม ปัญหาเรื่องการส่งมอบเซลล์ยังไม่ได้รับการแก้ไข เนื่องจากพบว่าเซลล์ประสาทลูกผสมสามารถไหลเวียนไปทั่วโพรงสมองและรวมเข้ากับทุกส่วนของระบบประสาทส่วนกลางได้ การค้นหาสัญญาณกระตุ้นจากสิ่งแวดล้อมของการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของเซลล์ อาจนำไปสู่การใช้การปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดของเยื่อบุประสาทในการรักษาโรคต่างๆ มากมาย รวมถึง โรค ปลอกประสาทเสื่อมแข็งโรคฮันติงตัน และโรคพาร์กินสัน การสำรวจเซลล์ประสาทลูกผสมและสมองลูกผสมเพิ่มเติมจะให้หลักฐานสำหรับการจัดการยีนที่ถูกต้องและเพิ่มประสิทธิภาพของการซ่อมแซมด้วยการปลูกถ่ายเซลล์ประสาท^{[ 12 ]}

งานวิจัยเกี่ยวกับภาวะซึมเศร้าบ่งชี้ว่าปัจจัยสำคัญประการหนึ่งของภาวะซึมเศร้าคือความเครียด ซึ่งส่งผลต่อการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ด้วย ความเชื่อมโยงนี้ทำให้นักวิจัยตั้งสมมติฐานว่าภาวะซึมเศร้าอาจเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงระดับการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ในสมองของผู้ใหญ่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเดนเตตไจรัสการศึกษาชี้ให้เห็นว่าความเครียดส่งผลต่อการสร้างเซลล์ประสาทใหม่โดยการเพิ่มกลูโคคอร์ติคอยด์และลดสารสื่อประสาท เช่นเซโรโทนินผลกระทบเหล่านี้ได้รับการยืนยันเพิ่มเติมโดยการเหนี่ยวนำความเครียดในสัตว์ทดลอง ซึ่งส่งผลให้ระดับการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ลดลง นอกจากนี้ การบำบัดภาวะซึมเศร้าสมัยใหม่ยังส่งเสริมการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ด้วย งานวิจัยที่กำลังดำเนินอยู่กำลังพยายามตรวจสอบความเชื่อมโยงนี้เพิ่มเติมและกำหนดกลไกที่เกิดขึ้น ซึ่งอาจนำไปสู่ความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับการพัฒนาของภาวะซึมเศร้า ตลอดจนวิธีการรักษาในอนาคต^{[ 13 ]}

• รายชื่อประเภทเซลล์ของมนุษย์ที่ได้มาจากชั้นเนื้อเยื่อต้นกำเนิด

• เซลล์เยื่อบุประสาท+ ที่ หัวข้อทางการ แพทย์ (MeSH) ของหอสมุดแห่งชาติสหรัฐอเมริกา