Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Биомолтекст2020
  • vsh25
  • Vitacoin

Бегом от слабоумия

Физическая нагрузка восстанавливает нормальный фенотип нейронов гиппокампа

LifeSciencesToday по материалам DKFZ: Exercise rescues mutated neural stem cells

В Немецком центре исследований рака получили важную информацию о синдроме CHARGE

Синдром CHARGE – тяжелое нарушение развития, поражающее многие органы: колобома глаза (Coloboma of the eye), пороки сердца (Heart defects), атрезия хоан (Atresia of the choanae), выраженная задержка роста и развития (severe Retardation of growth and development), генитальные аномалии (Genital abnormalities), аномалии ушей (Ear abnormalities). По данным мировой статистики, он встречается у одного из каждых 8500 новорожденных. Большинство из этих пациентов несут мутацию в гене CHD7. Как одна мутация вызывает такой широкий спектр характерных для CHARGE симптомов, до сих пор оставалось загадкой.

Ген CHD7 кодирует один из так называемых ремоделеров хроматина – важного класса эпигенетических регуляторов. Молекула ДНК наматывается на структуру, состоящую из гистоновых белков. Затем нить с похожими на бусины нуклеосомами скручивается в структуру, называемую хроматином. Чем больше нуклеосом занимает ген, тем он менее активен. Ремоделеры хроматина, такие как CHD7, играют важную роль в регуляции активности генов, так как создают в регуляторных последовательностях генов свободные от нуклеосом области. Таким образом, мутация в одном гене, кодирующем один из ремоделеров хроматина, может привести к неадекватной регуляции широкого спектра генов.

Лаборатория доктора Хайкунь Лю (Haikun Liu) в Немецком центре исследований рака (Deutsches Krebsforschungszentrum, DKFZ) занимается изучением регуляции взрослых нейральных стволовых клеток. Особое внимание ученые уделяют роли взрослых нейральных стволовых клеток в развитии заболеваний человека, в том числе умственной отсталости и опухолей головного мозга. Пациенты с синдромом CHARGE страдают умственной отсталостью и неспособны к обучению, что дает веские основания считать основой заболевания дефект центральной нервной системы.

Чтобы понять молекулярную роль мутации в гене CHD7 в фенотипе синдрома CHARGE, ученые использовали генетически модифицированных мышей. Вновь созданная модель дает возможность выключить ген CHD7 на определенных этапах развития только в нейральных стволовых клетках и проследить, как CHD7-дефицитные клетки пролиферируют, дифференцируются и созревают в течение всей жизни животного.

Эта работа дала удивительные результаты. При выключении CHD7, как в фетальных, так и во взрослых нейральных стволовых клетках, мутантные клетки вели себя одинаково: они теряли способность эффективно дифференцироваться в зрелые нейроны – основные функциональные единицы мозга человека и других животных. Зрелые нейроны в норме имеют очень сложную морфологию, что позволяет им создавать сети, имеющие важнейшее значение для обработки информации. Что касается мутантных нейронов с выключенным геном CHD7, то они, по-видимому, неспособны образовывать такие сети.

Но самым поразительным оказалось то, что физические упражнения полностью восстанавливают нормальный фенотип нейронов в гиппокампе – основной области мозга, ответственной за обучение и память. После тренировки на «беличьем» колесе – грызуны очень любят это занятие – CHD7-мутантные нейроны у CHD7-дефицитных животных полностью восстановились: они стали создавать функциональные сети.

Что бег вызывает резкое усиление нейрогенеза у взрослых, подтверждено как на животных, так и на человеке. «Мы очень рады, что последствия дефицита CHD7 в клетках можно обойти, задействуя неизвестный механизм, включаемый физическими упражнениями, в том числе, бегом. Теперь мы усердно работаем над поиском этого механизма», – комментирует результаты своего исследования доктор Лю.

Статья Feng et al. The Chromatin Remodeler CHD7 Regulates Adult Neurogenesis via Activation of SoxC Transcription Factors опубликована в журнале Cell Stem Cell.

Неврологи считает, что это открытие приведет к лучшему пониманию молекулярной основы синдрома CHARGE и, возможно, даже укажет способ реактивировать путь CHD7 и таким образом ослабить симптомы заболевания у человека.

Ген CHD7 связан и с развитием рака; мутации в этой молекуле присутствуют при многих различных типах раковых новообразований человека, включая рак легкого, толстой кишки и головного мозга. Вновь идентифицированный механизм дает этому четкое объяснение: мутация в CHD7 приводит к блокированию дифференциации стволовых клеток, что является основной причиной канцерогенеза.

Кроме того, ген CHD7 считается связанным с высоким риском развития аутизма, и у многих пациентов с синдромом CHARGE проявляются признаки этого заболевания. По-видимому, этот ген играет важную роль в регуляции и многих других физиологических процессов. По аналогии с исследованием на нейральных стволовых клетках, доктор Лю с коллегами планируют использовать свою прекрасную мышиную модель для изучения роли CHD7 в других типах клеток.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
12.07.2013

Читать статьи по темам:

наследственные болезни нейроны слабоумие физическая активность Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Способ восстановления нейронов подсказали канарейки

«Информацию, которая была нам нужна, чтобы понять, как добиться образования новых нейронов в ткани взрослого мозга, нам по существу дала наша работа с канарейками», – рассказывает руководитель работы.

читать

Найдена ошибка, приводящая к гибели нейронов при болезни Паркинсона

Причиной накопления токсичных агрегатов из белка альфа-синуклеина в нейронах при болезни Паркинсона является нарушение одного из механизмов аутофагии – «самопоедания» клетками старых и поврежденных белковых молекул.

читать

Генотерапия подает надежды в лечении болезни Канавана

Результаты первого в своем роде клинического исследования свидетельствуют о перспективности экспериментальной генотерапии в лечении тяжелого наследственного неврологического заболевания – болезни Канавана.

читать

Стволовые клетки в терапии бокового амиотрофического склероза

Введение нервных стволовых клеток в спинной мозг замедляет прогрессию и облегчает симптомы мышиной модели бокового амиотрофического склероза.

читать

Генотерапия для починки нейронов

Исследователи надеются, что их метод введения в мозг рабочей копии гена можно будет применить для лечения паркинсонизма и других заболеваний, связанных с нарушением синтеза белков в нейронах.

читать