Это фундаментальное научное открытие может иметь значение для понимания возрастного снижения функционирования мозга и того, как ВИЧ заражает клетки мозга.Исследование, опубликованное в Интернете в eLife, было проведено учеными из Национального института здоровья детей и развития человека Юнис Кеннеди Шрайвер (NICHD), Национального исследовательского института генома человека и Японского национального института генетики.Гематоэнцефалический барьер — это слой клеток, выстилающих кровеносные сосуды головного мозга.
Внутренний слой клеток, выстилающий сосуды, известный как эндотелий, присутствует во всех кровеносных сосудах тела. Внутри кровеносных сосудов головного мозга эндотелиальные клетки и другие соседние клетки образуют плотный барьер, который помогает предотвратить попадание токсинов и микробов в мозг. Хотя их функция до конца не изучена, считается, что особая популяция клеток, покрывающих кровеносные сосуды на поверхности мозга, способствует защите органа.
Клетки действуют как часовые, поглощая токсины, клеточные отходы и микробы, а затем заключают их в сферические структуры, называемые пузырьками. Эти сторожевые клетки называются флуоресцентными гранулярными перителиальными клетками (ФГП), потому что содержащиеся в них везикулы излучают желтое свечение в присутствии света.В текущем исследовании исследователи показали, что ГСВ присутствуют на поверхности мозга рыбок данио и что эти ассоциированные с кровеносными сосудами ГСВ возникают не из иммунной системы, как считалось ранее, а из самих эндотелиальных клеток.Считается, что ГСВ важны при различных расстройствах и состояниях человеческого мозга.
Эти клетки, по-видимому, являются основной отправной точкой для ВИЧ-инфекции мозга. Снижение когнитивной функции, связанное с возрастом, связано со снижением функции поглощения ГСВ. «Получение большего количества информации о том, как функционируют ГСВ, может привести к более глубокому пониманию деменции и других состояний», — сказал старший автор исследования Брант Вайнштейн, доктор философии, из секции по органогенезу позвоночных NICHD.
Лаборатория Вайнштейна изучает рыбок данио, чтобы понять, как развиваются кровеносная и лимфатическая системы. Поскольку молодые рыбы прозрачны, можно увидеть развивающуюся систему кровообращения, наблюдая за рыбой под световым микроскопом. В рамках этих усилий доктор Вайнштейн и его коллеги внедрили ген белка, который окрашивает в зеленый цвет клетки, выстилающие эндотелий выбранных эмбриональных вен, а также лимфатическую систему — сеть сосудов, через которые проходят иммунные клетки в организме. . Исследователи обнаружили не только зеленые лимфатические клетки в эмбрионах рыбок данио, но и то, что зеленые клетки покрывают поверхность мозга крошечной рыбки.При ближайшем рассмотрении исследователи предварительно идентифицировали эти клетки как ГСВ.
Поскольку они стали зелеными, было очевидно, что они возникли из эндотелиальных клеток. До настоящего исследования ГСВ считались макрофагами, типом иммунных клеток.
Исследователи провели дополнительные эксперименты, чтобы подтвердить происхождение ГСВ, в том числе проанализировали, какие белки производятся их ДНК. Эти белки больше всего напоминали белки, производимые эндотелиальными клетками лимфатической системы, а не белки, производимые макрофагами или другими иммунными клетками. В другой серии экспериментов они вставили зеленый флуоресцентный белок в ткани, которые дают начало кровеносным и лимфатическим сосудам у эмбрионов рыбок данио. Используя интервальную съемку, исследователи сделали снимки ГСВ, возникающих из эндотелия сосудов.
Когда рыбки данио с зеленым флуоресцентным эндотелиальным геном созрели, исследователи наблюдали зеленые ГСВ на поверхности мозга рыб, подтверждая, что эти клетки возникли из эндотелиальной ткани.Исследователи надеются провести дальнейшие исследования того, как ГСВ взаимодействуют с кровеносными сосудами и гематоэнцефалическим барьером.
Исследователи отметили, что, в отличие от млекопитающих, эмбриональных рыбок данио можно наблюдать под микроскопом по мере их развития, что дает простой способ изучить роль ГСВ в защите мозга.