Although previous analyses indicate that neocortical neurons originate from the cortical proliferative zone, evidence suggests that a subpopulation of neocortical interneurons originates within the subcortical telencephalon. For example, γ-aminobutyric acid (GABA)–expressing cells migrate in vitro from the subcortical telencephalon into the neocortex. The number of GABA-expressing cells in neocortical slices is reduced by separating the neocortex from the subcortical telencephalon. Finally, mice lacking the homeodomain proteins DLX-1 and DLX-2 show no detectable cell migration from the subcortical telencephalon to the neocortex and also have few GABA-expressing cells in the neocortex.

By homologous recombination of an internal ribosome entry site and Cre recombinase coding region into the 3'-untranslated region of the mouse Emx1 gene, we have generated a strain of mice, Emx1(IRES)cre, that expresses the Cre recombinase in a spatial and temporal pattern like that observed for Emx1. When mated to reporter strains, these mice are a sensitive means to fate-map the Emx1-expressing cells of the developing forebrain. Our results demonstrate that radial glia, Cajal-Retzius cells, glutamatergic neurons, astrocytes, and oligodendrocytes of most pallial structures originate from an Emx1-expressing lineage. On the other hand, most of the pallial GABAergic neurons arise outside the Emx1-expressing lineage. Structures that are located near the basal ganglia (e.g., the amygdala and endopiriform nuclei) are not uniformly derived from Emx1-expressing cells.

Research Article1 December 1986free access Use of a recombinant retrovirus to study post-implantation cell lineage in mouse embryos. J.R. Sanes J.R. Sanes Search for more papers by this author J.L. Rubenstein J.L. Rubenstein Search for more papers by this author J.F. Nicolas J.F. Nicolas Search for more papers by this author J.R. Sanes J.R. Sanes Search for more papers by this author J.L. Rubenstein J.L. Rubenstein Search for more papers by this author J.F. Nicolas J.F. Nicolas Search for more papers by this author Author Information J.R. Sanes, J.L. Rubenstein and J.F. Nicolas The EMBO Journal (1986)5:3133-3142https://doi.org/10.1002/j.1460-2075.1986.tb04620.x PDFDownload PDF of article text and main figures. ToolsAdd to favoritesDownload CitationsTrack CitationsPermissions ShareFacebookTwitterLinked InMendeleyWechatReddit Figures & Info We show that a gene introduced into cells of mouse embryos by a retrovirus can serve as a heritable marker for the study of cell lineage in vivo. We constructed a defective recombinant retrovirus in which the Escherichia coli beta-galactosidase (lacZ) gene is inserted in the genome of a Muloney murine leukemia virus (M-MuLV). Expression of lacZ was detected with a histochemical stain that can be applied to cultured cells and embryonic tissue. Infection of cultured cells showed that lacZ has no detectable deleterious effects on cell viability or growth, that the enzyme is stably expressed in the progeny of infected cells for many generations in the absence of selective pressure, and that the virus can induce lacZ in a variety of cell types. Following injection of the virus into mid-gestation mouse embryos, clones of lacZ-positive cells were detected in skin, skull, meninges, brain, visceral yolk sac, and amnion. We identified the cell types comprising a series of lacZ-positive clones in the visceral yolk sac and skin to learn the lineage relationships of the labelled cells. In each tissue, we obtained evidence that several cell types have a pluripotential ancestor and that cell fate is progressively restricted as development proceeds. Previous ArticleNext Article Volume 5Issue 121 December 1986In this issue RelatedDetailsLoading ...

Mutations in the X-linked MECP2 gene, which encodes the transcriptional regulator methyl-CpG-binding protein 2 (MeCP2), cause Rett syndrome and several neurodevelopmental disorders including cognitive disorders, autism, juvenile-onset schizophrenia and encephalopathy with early lethality. Rett syndrome is characterized by apparently normal early development followed by regression, motor abnormalities, seizures and features of autism, especially stereotyped behaviours. The mechanisms mediating these features are poorly understood. Here we show that mice lacking Mecp2 from GABA (γ-aminobutyric acid)-releasing neurons recapitulate numerous Rett syndrome and autistic features, including repetitive behaviours. Loss of MeCP2 from a subset of forebrain GABAergic neurons also recapitulates many features of Rett syndrome. MeCP2-deficient GABAergic neurons show reduced inhibitory quantal size, consistent with a presynaptic reduction in glutamic acid decarboxylase 1 (Gad1) and glutamic acid decarboxylase 2 (Gad2) levels, and GABA immunoreactivity. These data demonstrate that MeCP2 is critical for normal function of GABA-releasing neurons and that subtle dysfunction of GABAergic neurons contributes to numerous neuropsychiatric phenotypes. Rett syndrome, a neurodevelopmental disorder with autistic features, is caused by mutations in the methyl-CpG-binding protein 2 gene (MECP2). A number of mouse models with full and cell-type specific deletions of Mecp2 have been generated, but show only a subset of the signs of Rett syndrome. Now Huda Zoghbi and colleagues report that mice with selective deletion of MeCP2 in GABAergic neurons show not only impaired GABAergic function, but capitulate many of the key features of Rett syndrome. The finding that disturbance of inhibitory neurons causes a variety of neuropsychiatric phenotypes suggests that the GABAergic system may be a promising target for therapeutic intervention. Mutations in the methyl-CpG-binding protein 2 (MeCP2) gene cause Rett syndrome, a neurodevelopmental disorder with features of autism. Multiple mouse models of MeCP2 have been generated, but show only a subset of the symptoms of Rett syndrome. These authors find that mice with selective deletion of MeCP2 in GABA-mediated neurons show not only impaired GABA-mediated function, but capitulate multiple key features of Rett, further suggesting a role of inhibitory function in neuropsychiatric disease.

Abstract Pallial and subpallial morphological subdivisions of the developing chicken telencephalon were examined by means of gene markers, compared with their expression pattern in the mouse. Nested expression domains of the genes Dlx-2 and Nkx-2.1, plus Pax-6-expressing migrated cells, are characteristic for the mouse subpallium. The genes Pax-6, Tbr-1, and Emx-1 are expressed in the pallium. The pallio-subpallial boundary lies at the interface between the Tbr-1 and Dlx-2 expression domains. Differences in the expression topography of Tbr-1 and Emx-1 suggest the existence of a novel “ventral pallium” subdivision, which is an Emx-1-negative pallial territory intercalated between the striatum and the lateral pallium. Its derivatives in the mouse belong to the claustroamygdaloid complex. Chicken genes homologous to these mouse genes are expressed in topologically comparable patterns during development. The avian subpallium, called “paleostriatum,” shows nested Dlx-2 and Nkx-2.1 domains and migrated Pax-6-positive neurons; the avian pallium expresses Pax-6, Tbr-1, and Emx-1 and also contains a distinct Emx-1-negative ventral pallium, formed by the massive domain confusingly called “neostriatum.” These expression patterns extend into the septum and the archistriatum, as they do into the mouse septum and amygdala, suggesting that the concepts of pallium and subpallium can be extended to these areas. The similarity of such molecular profiles in the mouse and chicken pallium and subpallium points to common sets of causal determinants. These may underlie similar histogenetic specification processes and field homologies, including some comparable connectivity patterns. J. Comp. Neurol. 424:409–438, 2000. © 2000 Wiley-Liss, Inc.

During development, distinct classes of neurons are specified in precise locations along the dorso-ventral and anterior-posterior axes of the neural tube. We provide evidence that intersections of Shh, which is expressed along the ventral neural tube, and FGF8, which is locally produced at the mid/hindbrain boundary and in the rostral forebrain, create induction sites for dopaminergic neurons in the midbrain and forebrain. The same intersection, when preceded by a third signal, FGF4, which is expressed in the primitive streak, defines an inductive center for hindbrain 5-HT neurons. These findings illustrate that cell patterning in the neural plate is a multistep process in which early inducers, which initially divide the neural plate into crude compartments, are replaced by multiple local organizing centers, which specify distinct neuronal cell types within these compartments.

Abstract The telencephalon is organized into distinct longitudinal domains: the cerebral cortex and the basal ganglia. The basal ganglia primarily consists of a dorsal region (striatum) and a ventral region (pallidum). Within the telencephalon, the anlage of the pallidum expresses the Nkx2.1 homeobox gene. A mouse deficient in Nkx2.1 function does not form pallidal structures, lacks basal forebrain TrkA-positive neurons (probable cholinergic neurons) and has reduced numbers of cortical cells expressing GABA, DLX2 and calbindin that migrate from the pallidum through the striatum and into the cortex. We present evidence that these phenotypes result from a ventral-to-dorsal transformation of the pallidal primordium into a striatal-like anlage.

During corticogenesis, early-born neurons of the preplate and layer 6 are important for guiding subsequent neuronal migrations and axonal projections. Tbr1 is a putative transcription factor that is highly expressed in glutamatergic early-born cortical neurons. In Tbr1-deficient mice, these early-born neurons had molecular and functional defects. Cajal-Retzius cells expressed decreased levels of Reelin, resulting in a reeler-like cortical migration disorder. Impaired subplate differentiation was associated with ectopic projection of thalamocortical fibers into the basal telencephalon. Layer 6 defects contributed to errors in the thalamocortical, corticothalamic, and callosal projections. These results show that Tbr1 is a common genetic determinant for the differentiation of early-born glutamatergic neocortical neurons and provide insights into the functions of these neurons as regulators of cortical development.

In the adult brain, neuroblasts born in the subventricular zone migrate from the walls of the lateral ventricles to the olfactory bulb. How do these cells orient over such a long distance and through complex territories? Here we show that neuroblast migration parallels cerebrospinal fluid (CSF) flow. Beating of ependymal cilia is required for normal CSF flow, concentration gradient formation of CSF guidance molecules, and directional migration of neuroblasts. Results suggest that polarized epithelial cells contribute important vectorial information for guidance of young, migrating neurons.