Хотя исследования показывают, что когда-нибудь можно будет регенерировать нейроны из собственных клеток организма для восстановления черепно-мозговой травмы или повреждения спинного мозга или для лечения таких состояний, как болезнь Альцгеймера, исследователи подчеркнули, что еще слишком рано знать, созданы ли нейроны в Эти первоначальные исследования привели к любым функциональным улучшениям, что является целью будущих исследований.Повреждения спинного мозга могут привести к необратимой потере нейронов и, наряду с рубцеванием, в конечном итоге могут привести к нарушению моторных и сенсорных функций.
Ученые надеются, что регенерирующие клетки могут быть средством восстановления повреждений, но спинной мозг взрослого человека имеет ограниченную способность производить новые нейроны. Ученые-биомедики пересаживали стволовые клетки, чтобы заменить нейроны, но столкнулись с другими препятствиями, что подчеркивает необходимость новых методов восполнения утраченных клеток.
Ученые из отдела молекулярной биологии Юго-Западного штата Юта впервые успешно превратили астроциты — наиболее распространенные ненейрональные клетки мозга — в нейроны, которые образовывали сети у мышей. Теперь они успешно превратили рубцовые астроциты в спинном мозге взрослых мышей в нейроны. Последние результаты опубликованы сегодня в Nature Communications и соответствуют предыдущим результатам, опубликованным в Nature Cell Biology.
«Наша более ранняя работа была первой, четко показавшей in vivo (на живом животном), что зрелые астроциты могут быть перепрограммированы, чтобы стать функциональными нейронами без необходимости трансплантации клеток. Текущее исследование сделало нечто подобное в позвоночнике, превратив образующие рубцы астроциты в клетки-предшественники, называемые нейробластами, которые регенерировали в нейроны », — сказал доктор Чун-Ли Чжан, доцент кафедры молекулярной биологии Юго-Западного Университета штата Вашингтон и старший автор обоих исследований.«Астроциты многочисленны и широко распространены как в головном, так и в спинном мозге. В ответ на травму эти клетки размножаются и способствуют образованию рубцов.
После образования рубца он закрывает поврежденную область и создает механический и биохимический барьер для регенерация нервной системы ", — объяснил доктор Чжан. «Наши результаты показывают, что астроциты могут быть идеальными мишенями для перепрограммирования in vivo».Двухэтапный подход ученых сначала вводит биологическое вещество, которое регулирует экспрессию генов, называемое фактором транскрипции, в области головного или спинного мозга, где этот фактор не экспрессируется в высокой степени у взрослых мышей. По словам доктора Чжана, из 12 протестированных факторов транскрипции только SOX2 переключил полностью дифференцированные взрослые астроциты на более раннюю стадию развития нейронального предшественника или нейробласта.На втором этапе исследователи дали мышам препарат под названием вальпроевая кислота (ВПК), который способствовал выживанию нейробластов и их созреванию (дифференцировке) в нейроны.
По его словам, VPA используется для лечения эпилепсии более полувека, а также назначается для лечения биполярного расстройства и предотвращения мигрени.В текущем исследовании сообщается, что нейрогенез (создание нейронов) произошел в спинном мозге как у взрослых, так и у старых (старше одного года) мышей обоих полов, хотя ответ был намного слабее у старых мышей, сказал доктор Чжан.
Сейчас исследователи ищут способы увеличить количество и скорость создания нейронов. На формирование нейробластов ушло четыре недели, а на созревание в нейроны — восемь недель, что медленнее, чем нейрогенез, о котором сообщалось в экспериментах в лабораторной посуде, поэтому исследователи планируют провести эксперименты, чтобы определить, помогает ли более медленный темп вновь сгенерированным нейронам правильно интегрироваться в окружающую среду.Он добавил, что в исследовании спинного мозга индуцированные SOX2 зрелые нейроны, созданные в результате перепрограммирования астроцитов, сохранялись в течение 210 дней после начала эксперимента.
Поскольку рост опухоли вызывает беспокойство, когда клетки перепрограммируются на более раннюю стадию развития, исследователи почти год наблюдали за мышами в исследовании Nature Cell Biology, чтобы искать признаки образования опухоли, и не обнаружили их.