Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • healthage-forum
  • vsh25
  • Vitacoin

Как нейроны управляют делением нейральных стволовых клеток

Нейральные стволовые клетки «подслушивают» разговоры нейронов

LifeSciencesToday по материалам Johns Hopkins Medicine: Brain's Stem Cells "Eavesdrop" to Find Out When to Act

Ученые Школы медицины Джонса Хопкинса (Johns Hopkins Medicine) выяснили, как стволовые клетки, находящиеся в той части мозга, которая ответственна за регуляцию обучения, памяти и настроения, принимают решение о том, оставаться ли в состоянии покоя или начать создавать новые клетки мозга. Очевидно, стволовые клетки «перехватывают» химические «разговоры» между находящимися в непосредственной близости нейронами. Это дает им возможность понять, когда система находится в состоянии стресса и когда они должны начать действовать.

По мнению исследователей, понимание этого процесса химического сигналинга может пролить свет на то, как мозг реагирует на окружающую среду и как работают современные антидепрессанты, так как у животных эти препараты, как было показано, увеличивают количество клеток головного мозга. Результаты исследования опубликованы он-лайн в журнале Nature (Neuronal circuitry mechanism regulating adult quiescent neural stem-cell fate decision).

«Что мы узнали, это то, что стволовые клетки головного мозга не общаются обычным способом, как это делают нейроны – через синапсы и непосредственный сигналинг», – говорит профессор неврологии Хончжун Сонг (Hongjun Song), PhD, директор программы стволовых клеток в Институте клеточной инженерии (Institute for Cell Engineering). «Синапсы, как сотовые телефоны, позволяют нервным клеткам общаться друг с другом. Стволовые клетки не имеют синапсов, но наши эксперименты показывают, что они слышат, хотя и не напрямую, как друг с другом общаются нейроны. Это как если ты слушаешь, как кто-то рядом с тобой говорит по телефону».

Этот подслушиваемый стволовыми клетками «разговор» состоит из химических сообщений, питаемых нейромедиаторами, высвобождаемыми синапсами нейронов – структурами, делающими возможной межнейронную коммуникацию. Нейромедиаторы, высвобождаемые одним нейроном и воспринимаемые другим, являются триггером изменения электрических зарядов нейрона-получателя, которое заставляет нейрон либо генерировать электрические импульсы, либо успокаиваться, прерывая дальнейшую передачу сообщений.

Чтобы узнать, какой нейромедиатор могут распознавать стволовые клетки головного мозга, ученые ввели электроды в стволовые клетки мозга мышей и измеряли любые изменения в их электрическом заряде после добавления определенных нейромедиаторов. Электрические заряды стволовых клеток изменились, когда их обработали гамма-аминомасляной кислотой (ГАМК) – известным тормозным нейромедиатором, что свидетельствовало о том, что стволовые клетки могут воспринимать ГАМК-послания.

Чтобы выяснить, какое сообщение ГАМК передает стволовым клеткам мозга, ученые генетически удалили ген рецептора ГАМК – белка на поверхности клеток – только в стволовых клетках. Микроскопическое исследование лишенных рецепторов ГАМК стволовых клеток в течение пяти дней показало, что эти клетки реплицировались, создав глиальные клетки. Со стволовыми клетками, имеющими рецепторы ГАМК, никаких изменений не произошло.

Затем ученые ввели нормальным мышам валиум, часто используемый в качестве успокаивающего средства. Как и ГАМК, валиум действует, активируя рецепторы ГАМК. Подсчет количества стволовых клеток головного мозга у таких мышей на второй и седьмой день после введения валиума показал резкое увеличение количества спящих стволовых клеток по сравнению с животными контрольной группы.

«Традиционно ГАМК приказывает нейронам отключиться и не продолжать передачу сообщений другим нейронам», – говорит профессор Сонг. «В этом случае нейромедиатор отключает и стволовые клетки и держит их в спящем состоянии».

Популяция стволовых клеток мозга мышей (и других млекопитающих, включая человека) находится в окружении не менее 10 различных видов нейронов, и любой из этих видов может сохранять стволовые клетки в состоянии покоя. Чтобы узнать, какие нейроны контролируют стволовые клетки, исследователи встроили в них фотоактивируемые белки, которые заставляют клетки посылать электрический импульс, а также высвобождать нейромедиатор, когда на них падает свет. Активируя определенный тип нейронов и наблюдая за стволовыми клетками с электродами, они установили, что нейроны, передающие стволовым клеткам сигнал, вызывающий изменение электрического заряда, – это парвальбумин-экспрессирующие интернейроны.

Парвальбумин-экспрессирующий интернейрон (красный) в гиппокампе,
окруженный многочисленными взрослыми нейральными стволовыми клетками (зеленые). Фото: Gerry Sun

Наконец, чтобы проверить, соответствует ли этот механизм контроля над стволовыми клетками тому, что может испытывать животное, ученые поместили нормальных мышей и мышей, лишенных рецепторов ГАМК в стволовых клетках мозга, в стрессовые условия, социально изолировав их. Через неделю у нормальных изолированных мышей увеличилось числа стволовых и глиальных клеток. У изолированных мышей без ГАМК-рецепторов такого увеличения не наблюдалось.

«Коммуникация посредством ГАМК несомненно передает информацию о том, какому воздействию подвергаются клетки мозга со стороны внешнего мира, и, в данном случае, держит стволовые клетки головного мозга в резерве, так что мы не используем их, если в этом нет необходимости», – заключает профессор Сонг.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
03.09.2012

Читать статьи по темам:

биомолекулы взрослые стволовые клетки нейроны Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Болезнь Альцгеймера? Перестаньте чистить нейроны!

Блокировка системы очистки нейронов от остатков поврежденных белков неожиданно замедлила ход болезни Альцгеймера и улучшила когнитивные способности мышей, страдавших от этого заболевания.

читать

Голые землекопы открыли еще один секрет своего долголетия

В головном мозге голого землекопа на протяжении всей жизни сохраняется необычно высокий уровень содержания белка-нейропротектора нейрегулин-1.

читать

Биолюминесцентные биотехнологии в Сибири – в надёжных руках

Осаму Шимомура, впервые получивший зеленый флуоресцентный белок (GFP), начал руководство проектом по исследованию биолюминесцентных биотехнологий в Сибирском федеральном университете.

читать

Лечение рака: убить курьера

Исследователи из Института Вейцмана синтезировали небольшой пептид, который подменяет белок с командой о неограниченном делении, не позволяя ему достичь ядра раковой клетки.

читать

Состарить мышей удалось. Удастся ли омолодить?

Ученые обнаружили сигнальный путь, включение которого состарило мышцы молодых грызунов. Авторы полагают, что их открытие поможет разработать лекарства, подавляющие активность этой системы.

читать