В мозгах млекопитающих глиальные клетки превосходят численностью нервные клетки, но их функции все еще в основном не объяснены. Группа глиальных клеток, так называемых предшествующих клеток олигодендроцита (OPC), развивается в олигодендроциты который ensheathe нейронные аксоны с защитным миелиновым слоем, таким образом способствующим быстрой передаче сигналов вдоль аксона.
Интересно, эти OPCs присутствуют как стабильная пропорция – приблизительно пять – восемь процентов всех клеток во всех отделах головного мозга, включая взрослые мозги. Находящиеся в Майнце исследователи решили бросить более близкий взгляд на эти OPCs.В 2000 это было обнаружено, что OPCs получают сигналы от нейронной сети через синаптические контакты, что они делают с нейронами. «Мы теперь обнаружили, что предшествующие клетки не только получают информацию через синапсы, но в их очереди используют их, чтобы передать сигналы к смежным нервным клеткам.
Они – таким образом важная составляющая сети», объяснила профессор Жаклин Троттер от Института Молекулярной Цитобиологии в Университете Майнца. Классически, нейроны рассмотрели как крупных игроков в мозгу.
За последние несколько лет, однако, увеличение доказательств обнаружилось, что глиальные клетки могут играть одинаково важную роль. «Глиальные клетки чрезвычайно важны для наших мозгов, и мы теперь объяснили подробно новую важную роль для глии в передаче сигнала», объяснил профессор Томас Миттман из Института Физиологии Университетского Медицинского центра Майнца.Цепь коммуникации начинается с сигналов, едущих от нейронов до OPCs через синаптическую расселину через глутамат нейромедиатора. Это приводит к стимуляции деятельности определенной протеазы, альфы-secretase ADAM 10 в OPCs, который действует на белок NG2, выраженный предшествующими клетками, выпускающими фрагмент NG2 во внеклеточное пространство, где это влияет на соседние нейронные синапсы.
Нейроны реагируют на это в форме измененной электрической деятельности. «Мы можем использовать методы зажима участка, чтобы услышать, на самом деле, как клетки говорят друг с другом», сказал Миттман.«Процесс начинается с приема сигналов, прибывающих из нейронов OPCs. Это означает, что обратная связь к нейронам не может быть замечена, как отделено от приема сигнала», объяснил доктор Доминик Закри, соедините первого автора исследования, описав каскад событий. Роль NG2 в этом процессе стала очевидной, когда исследователи удалили белок: нейронная синаптическая функция изменена, изменив изучение и разрушение обработки сенсорного входа, который проявляет в форме изменений в поведении у испытательных животных.
Доказательства, что связь между двумя типами клетки в мозгу не односторонняя система, а сложный механизм, включающий обратную связь, были получены в совместном проекте, вовлекающем физиологов и молекулярных биологов. Участием в проекте в Университете Майнца были Факультеты Биологии и Медицины и Программы Центра Переводные Нейронауки (FTN) в форме технологии платформы, обеспеченной Mouse Behavioral Unit (MBU).
Проект был дополнительно поддержан двумя Майнцем Совместные Научно-исследовательские центры (CRC 1080 и CRC-TR 128) и включенное участие Института Лейбница Нейробиологии в Магдебурге. Ученые из семи стран участвовали в исследовании.