Як нервові клітини знаходять «своє місце» у зростаючому мозку?

В ембріональному розвитку незліченну кількість клітин мігрують в місце, де вони будуть виконувати свою функцію в подальшому житті. Як саме вони потрапляють в конкретне місце, зрозуміло тільки частково. Вчені з Університету Бонна вже визначили можливий механізм розвитку мозку.

Яких висновків дійшли вчені?

У науковій роботі дослідники на чолі з Сандрою Блесс зосередилися на нейральних клітинах-попередниць у мишачій моделі.

Клітини розвиваються приблизно через 10 днів після запліднення, дозрівають в нервові клітини і потім переміщуються в певні області.

За словами дослідників, в ранньому розвитку мозку така ж складна міграція клітин спостерігається і у людей.

Відомо, що білок під назвою GLI3 має відношення до ранньої організації мозку. У дослідженні вчені повністю відключили вироблення GLI3 у мишей. Вони побачили, що міграція нервових клітин була сильно порушена в ембріонах.

Тепер дослідники повторили свій експеримент тільки в нервових клітинах, що розвиваються. Вони були здивовані: клітини добиралися до місця призначення без спеціального білка. Клітини не потребують безпосередньо GLI3, щоб зайняти свою позицію.

У своєму подальшому пошуку функції білка і механізмів клітинної міграції в зростаючому мозку дослідники наштовхнулися на нервові шляхи клітин периферичної нервової системи. Хоча ці периферичні нервові клітини розташовані поза мозком, вони також формують процеси, які проникають в мозок. Вони роблять це не індивідуально, а у вигляді цілих пучків, які дуже схожі на комп'ютерні дроти.

Вчені з Бонна тепер змогли показати, що частина нейронів знаходять своє місце за допомогою спеціальних «білкових» доріжок. Це працювало тільки на ембріонах мишей, які продукували GLI3. Однак, якщо їм не вистачало GLI3, зв'язки нервових шляхів виявилися набагато менш міцними.

Нейробіологи підозрюють, що зменшення сили нервових шляхів призводить до втрати їх функції. Однак те, яку функцію і механізми має GLI3, має бути з'ясовано в подальших дослідженнях.

Як зростання судин і нервових клітин пов'язані з нейродегенеративними розладами?

Кровоносні судини головного мозку не тільки забезпечують органи киснем і поживними речовинами. Вони також виконують сприяють розвитку нейронних мереж. Протягом декількох років фахівці знали, що судинна і нервова системи розвиваються за схожим образом.

Дослідники дійшли дивовижних висновків: «судини і нервові клітини спільно беруть участь у розвитку мозку».

Група спочатку використовувала розвиток судин у мишей як перевірену модель для вивчення впливу різних речовин. Зрештою, вчені були зацікавлені у зв'язку між кровоносними судинами і нейрональними клітинами.

У дослідженнях вони виявили, що молекула «Реелін», яка впливає на міграцію нейронів, також здатна впливати на зростання судин. Цей білок також активується в клітинах внутрішньої частини судин.

Вчені вирішили виключити сигнальний каскад «Реелін» з ендотеліальних клітин, а потім подивитися, як це впливає на організацію нейронів і гліальних клітин в корі головного мозку. Дослідження показали, що ендотеліальні клітини направляють нейрони в їх правильне положення в корі головного мозку.

Як механізм дії вчені припустили, що клітини судин виділяють ламінін, який накопичується навколо судин мозку. Вони допомагають правильно закріпити волокна гліальних клітин, необхідні для правильного розвитку кори головного мозку.

Вчені також продемонстрували, що порушення розвитку мозку викликані неправильною міграцією нервових клітин.

Вони просто не знаходять свого місця, тому неправильно працюють. Деякі психоневрологічні та нейродегенеративні розлади пов'язані з аномальним судинним спілкуванням.

Важливо зрозуміти шляхи і механізми передачі сигналів у цьому повідомленні, щоб знайти нові підходи до лікування деменції і психічних захворювань. Нові методи лікування захворювань центральної нервової системи будуть спрямовані на «корекцію» місця розташування нервових клітин.