Ученые из Исследовательского института глаза Шепенса определили определенные молекулы в мозге, которые отвечают за пробуждение и усыпление стволовых клеток головного мозга, которые при активации могут превращаться в нейроны (нервные клетки) и восстанавливать поврежденные ткани мозга. Их выводы опубликованы в Интернете на этой неделе в Proceedings of the National Academy of Science (PNAS).
В более ранней статье (опубликованной в майском выпуске журнала Stem Cells) те же ученые заложили основу для результатов исследования PNAS, продемонстрировав, что нервные стволовые клетки существуют во всех частях мозга, но в большинстве случаев они замалчиваются химическими сигналами от поддерживающих клеток. известные как астроциты.
"Выводы обоих документов должны иметь далеко идущие последствия," говорит главный исследователь, доктор. Донг Фэн Чен, младший научный сотрудник Исследовательского института глаза Шепенса и доцент офтальмологии Гарвардской медицинской школы. Чен считает, что задействование дремлющей, но внутренней способности мозга к самовосстановлению – лучшая надежда для людей, страдающих от разрушающих мозг заболеваний, таких как болезнь Паркинсона или Альцгеймера, или травм головного или спинного мозга.
До этих исследований, которые проводились на мозге взрослых мышей, ученые предполагали, что только две части мозга содержат нервные стволовые клетки и могут задействовать их для регенерации мозговой ткани – субгранулярная зона (SGZ) гиппокампа и субвентрикулярная зона. зона (СВЗ). Гиппокамп отвечает за обучение и память, в то время как SVZ – это структура мозга, расположенная по всей стенке боковых желудочков (часть желудочковой системы в головном мозге) и отвечающая за генерацию нейронов, отвечающих за обоняние. Итак, ученые полагали, что, когда нейроны умирают в других областях мозга, они навсегда теряются вместе со своими функциями.
В первом исследовании команда Чена узнала, что стволовые клетки существуют повсюду в мозге, путем тестирования тканей из разных частей мозга взрослых мышей в культурах, содержащих поддерживающие клетки (известные как астроциты) из гиппокампа, где стволовые клетки действительно регенерируют.
В культурах стволовые клетки из других областей мозга ожили и превратились в нейроны.
Когда они сравнили химический состав областей, которые, как известно, генерируют новые нейроны в гиппокампе, с другими частями мозга, команда обнаружила, что астроциты в гиппокампе посылают один сигнал стволовым клеткам, а клетки остального мозга – посылая другой сигнал стволовым клеткам.
Во втором исследовании (PNAS) команда продолжила обнаружение точной природы этих различных химических сигналов. Они узнали, что в областях, где спали стволовые клетки, атроциты производили высокие уровни двух родственных молекул – эфрина-A2 и эфрина-A3. Они также обнаружили, что удаление этих молекул (с помощью генетического инструмента) активировало спящие стволовые клетки.
Команда также обнаружила, что астроциты в гиппокампе производят не только гораздо более низкие уровни эфрина-A2 и эфрина-3, но также выделяют белок под названием sonic hodghoc, который при добавлении в культуру или введении в мозг стимулирует деление нервных стволовых клеток. и стать новыми нейронами.
"Эти результаты идентифицируют ключевой путь, который контролирует рост нервных стволовых клеток в мозге взрослого человека, и предполагают, что можно реактивировать спящий регенеративный потенциал, добавляя звуковой хеджок или блокируя эфрин-A2 или эфрин-A3," говорит доктор. Цзяньвэй Цзяо, первый автор двух работ,
Следующим шагом для команды будет стимуляция спящих стволовых клеток у животных, которые являются моделями нейродегенеративных расстройств, таких как болезнь Паркинсона, чтобы увидеть, может ли мозг самовосстанавливаться и восстанавливать свои поврежденные функции.
Источник: Институт глазных исследований им. Шепенса