«Мы определили важнейший механизм поддержания жизни новорожденных нейронов или новых клеток мозга», — говорит Хунджун Сонг, доктор философии.D., профессор неврологии и директор программы стволовых клеток Института клеточной инженерии Университета Джонса Хопкинса. «Это не только может помочь нам понять основные причины некоторых заболеваний, но также может стать шагом на пути к преодолению препятствий на пути терапевтической трансплантации клеток."
Работа с группой под руководством Го-ли Мин, М.D., Ph.D., профессор неврологии в Институте клеточной инженерии и другие сотрудники исследовательской группы Сонга впервые сообщили в прошлом году, что клетки мозга, известные как парвальбумин-экспрессирующие интернейроны, инструктируют соседние стволовые клетки не делиться, испуская химический сигнал, называемый ГАМК.
В их новом исследовании, как сообщает ноябрь. 10 онлайн в журнале Nature Neuroscience, Сонг и Мин хотели выяснить, как ГАМК из окружающих нейронов влияет на новорожденные нейроны, производимые стволовыми клетками.
Многие из этих новорожденных нейронов естественным образом умирают вскоре после своего «рождения», — говорит Сонг; если они выживают, новые клетки мигрируют в постоянный дом в мозгу и создают связи, называемые синапсами, с другими клетками.
Чтобы узнать, является ли ГАМК фактором выживания и поведения новорожденных нейронов, исследовательская группа пометила новорожденные нейроны из мозга мыши флуоресцентным белком, а затем наблюдала за их реакцией на ГАМК. «Мы не ожидали, что эти незрелые нейроны будут формировать синапсы, поэтому мы были удивлены, увидев, что они построили синапсы из окружающих интернейронов, и что ГАМК попадает в них таким образом», — говорит Сонг. В более раннем исследовании команда обнаружила, что ГАМК попадает в стволовые клетки без синапсов менее прямым путем, перемещаясь через промежутки между клетками.
Чтобы подтвердить открытие, команда сконструировала интернейроны, которые либо стимулировались, либо подавлялись светом. Исследователи обнаружили, что при стимуляции клетки действительно активируют близлежащие новорожденные нейроны. Затем они попробовали уловку световой стимуляции на живых мышах и обнаружили, что, когда специализированные интернейроны стимулировались и выделяли больше ГАМК, новорожденные нейроны у мышей выживали в большем количестве, чем в противном случае. Это было в отличие от реакции стволовых клеток, которые переходят в спящее состояние при обнаружении ГАМК.
«Похоже, что это очень эффективная система для настройки реакции мозга на окружающую среду», — говорит Сонг. «Когда у вас высокий уровень мозговой активности, вам нужно больше новорожденных нейронов, а когда у вас нет высокой активности, вам не нужны новорожденные нейроны, но вам нужно подготовиться, поддерживая активность стволовых клеток. Все регулируется одним и тем же сигналом."
Песня отмечает, что, по данным других исследователей, интернейроны, экспрессирующие парвальбумин, ведут себя ненормально при нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера, и психических заболеваниях, таких как шизофрения. «Теперь мы хотим увидеть, какова роль этих интернейронов в следующих шагах новорожденных нейронов: миграция в нужное место и интеграция в существующие схемы», — говорит он. "Это может быть ключом к их роли в болезни."Команда также заинтересована в изучении того, можно ли использовать механизм ГАМК, чтобы помочь сохранить трансплантированные клетки живыми, не затрагивая другие мозговые процессы в качестве побочного эффекта.