Новости и мнения

Регулируемые мозговые клетки

Соседние нейроны могут манипулировать астроцитами.

Нейроны в мозге взрослых мышей могут формировать особенности и физиологию соседних астроглиальных клеток, согласно исследованию, опубликованному сегодня (18 февраля) в Science . Исследователи из Университета Макгилла в Монреале и их коллеги определили молекулярный сигнал, называемый звуковым ежом (Shh), секретируемый нейронами, который действует как агент изменений.

«В статье очень интересно то, что судьба клетки может быть определена – после того, как она уже установила свою морфологию и местоположение в мозге – на основе взаимодействия со своими соседями», – сказал невролог Эд Рутазер из Монреальского неврологического института в Макгилле. который не был вовлечен в исследование. «И преобразование не является поверхностным, – добавил он, – оно действительно, по-видимому, коренным образом реорганизует транскриптом клетки».

Астроглия – это ненейрональные клетки в центральной нервной системе, которые обычно поддерживают и модулируют нейронную функцию. Мозг млекопитающих обладает ассортиментом астроцитов, которые выполняют множество специализированных функций. Это разнообразие в основном считалось установленным во время эмбриогенеза и раннего постнатального развития, сказал Кит Мурай из McGill, который руководил новым исследованием. «Но после этого, – сказал он, – свойства этих клеток считались укрепленными. , , на всю оставшуюся жизнь.

Однако Мурай и его коллеги придерживались другого мнения. «Некоторые из этих [астроцитов] настолько специализированы вокруг определенных нейронных цепей, что было трудно представить, что все свойства этих клеток могут быть определены этим моментом [в развитии]», – сказал он. В конце концов, сама нейронная схема не полностью сформирована намного позже.

Чтобы выяснить, может ли идентичность астроцитов продолжать формироваться после перинатального периода, команда Мурая искала генные продукты во взрослых нейронах и астроцитах, которые могли бы управлять непрерывным развитием. Чтобы упростить задачу, исследователи сфокусировались на коре головного мозга, где существуют только два типа астроцитов – глиальные клетки Бергмана (BG), которые инкапсулируют области приема импульсов нейронов клеток Пуркинджи (ПК), и телет астроциты (ВА), которые нейроны гранулярных клеток (GCs). По словам Мурая, их поиски выявили множество факторов-кандидатов, но один путь продолжал идти: передача сигналов Shh.

Shh – это морфоген развития, о котором известно, что он играет много важных ролей в развивающемся эмбрионе, включая спецификацию клеток в мозге, пояснил Мурай. «Люди думали, что этот путь был закрыт и удален из мозга после его развития, – сказал он, – но, как оказалось, этот путь очень мощный даже в мозге взрослого человека».

Исследователи обнаружили, что сам Shh-белок продуцируется PC-нейронами в мозжечке и что Shh-рецепторы экспрессируются в большом количестве в BG, но не в клетках VA.

Кроме того, BG требовали Shh сигналов от ПК, чтобы сохранить свою идентичность. Когда трансгенные методы использовались для отключения либо продукции Shh в ПК, либо передачи сигналов Shh в BGs в мозге взрослых мышей, клетки BG принимали профиль транскрипции, сходный с таковым у VA. С другой стороны, если передача сигналов Shh в VA была усилена, эти клетки становились более похожими на BG.

Мы могли бы «практически перевести один тип астроцитов в другой, основываясь на уровне передачи сигналов Shh», сказал Мурай. И это было не просто несколько факторов, добавил он: «Мы говорим о сотнях генов, которые либо включаются, либо выключаются в ответ на этот путь».

Команда также нашла доказательства того, что астроциты в других областях мозга находились под влиянием Shh-манипуляций, и что в результате электрофизиология этих клеток была изменена.

«Ключевым сообщением является то, что молекулярная судьба астроцитов не является жесткой», – сказал клеточный биолог Чагла Эроглу из Университета Дьюка в Дареме, штат Северная Каролина, который не принимал участия в исследовании. Однако формы этих клеток кажутся менее податливыми. В то время как передача сигналов Shh влияла на профили экспрессии астроцитов и электрическое поведение, морфология клеток оставалась в основном неизменной.

Обнаружение, что идентичность астроцитов значительно более пластична, чем считалось ранее, «захватывающе и интересно», добавил Кагла, «но еще неизвестно, какой будет точная функция этого с точки зрения поведения животного или его способности учиться».

WT Farmer и др., « Нейроны диверсифицируют астроциты в мозгу взрослого человека посредством передачи сигналов звуковым ежом», Science, 351: 849-54, 2016.

Обсуждение

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *