Російські біологи показали сумну долю стовбурових клітин мозку

 

Конспекти 10 клас за новою програмою 2018 року
 

Конспекти 10 клас за новою програмою 2018 року. Всі предмети! Детальніше...

 

Нейральні стовбурові клітини діляться так, що їхня кількість не тільки не зростає, а, навпаки, поступово скорочується.

Вчені з МФТІ, спільно з колегами з Університету Стоуні-Брук (США) і Лабораторії в Колд-Спрінг-Харбор (США) з’ясували, як діляться в гіпокампі дорослих мишей стовбурові клітини, що дають початок нейронам. На відміну від стовбурових клітин багатьох інших типів, вони не здатні підтримувати свою постійну чисельність, тому з віком їх у гризунів стає все менше і менше, а отже, слабшає і здатність гіпокампу виробляти нові нейрони.

Враховуючи, що утворення нервових клітин в гіпокампі статевозрілих гризунів йде набагато інтенсивніше, ніж у статевозрілих приматів, ймовірність, що людський мозок здатний хоч скільки-небудь помітно оновлюватися, дуже мала. Наукова стаття за підсумками дослідження опублікована в журналі Scientific Reports. Вже досить давно встановлено, що навіть у дорослих ссавців в головному мозку є області, де утворюються нові нейрони (це явище називається дорослим нейрогенезом). Вони виникають при розподілі попередників нервових клітин, що виникають з так званих нейральних стовбурових клітин. У мишей і щурів нейральні стовбурові клітини знаходяться головним чином в гіпокампі і нюховій цибулині – структурах кінцевого мозку. Нейрони, що утворилися там, можуть залишитися на місці «народження», а можуть мігрувати в інші області мозку і вбудуватися в уже існуючі там мережі передачі сигналів.

На основі цих даних з’явилося припущення, що утворення нових нервових клітин в головному мозку можна зробити більш інтенсивним і таким чином відновити втрату розумових здібностей, викликану старінням або хворобами. Справа в тому, що зазвичай стовбурові клітини діляться таким чином, що, незважаючи на постійне переродження в «кінцеві», диференційовані клітини організму, вони також цілком встигають ефективно підтримувати свою постійну чисельність.

Так відбувається тому, що стовбурові клітини здатні до двох типів поділу – симетричного, в результаті якого виходять дві однакові стовбурові клітини, і асиметричного, коли одна дочірня клітина зберігає властивості стовбурової, а інша набуває властивостей попередника одного з типів диференційованих клітин (наприклад, еритроцитів). У більшості типів стовбурових клітин симетричне ділення спостерігається набагато частіше асиметричного, що дає можливість не тільки підтримати свою чисельність, але навіть збільшити її.

До цих пір не було точно встановлено, який тип поділу переважає у нейральних стовбурових клітин. Враховуючи, що дані про дорослий нейрогенез навіть для одного виду тварин часто суперечливі, автори статті в Scientific Reports припустили, що серед нейральних стовбурових клітин переважає асиметричне ділення: одна дочірня клітина стає попередником нейрона, а інша «залишається» стовбуровою.

Перевірили це припущення наступним чином. В зрізи гіпокампу головного мозку мишей віком сім місяців (літні гризуни) ввели речовину, здатну вбудовуватися в ДНК, що ділиться, – нуклеотид бромдезоксиурідіну (BrdU), флуоресціюючий (який світиться) за певних умов. А до гену білка, який утворюється тільки в нейральних стовбурових клітинах, додали послідовність, що кодує зелений флуоресцентний білок (GFP). Завдяки цим маніпуляціям нейральні стовбурові клітини стало досить легко виявити на зрізах: їхні тіла і довгі відростки (по одному у кожній) світилися помаранчевим (завдяки BrdU), а ядра – зеленим (за рахунок GFP). У той час як клітини-попередники нейронів залишалися «невидимими».

При симетричному розподілі дві дочірні стовбурові клітини повинні знаходитися поруч. Однак могло бути і так, що «сусідні» нейральні стовбурові клітини були нащадками двох різних «матерів», розмножилися асиметричним способом. У такому випадку їхніх «сестер» – попередниць нейронів – просто не було видно на зрізах.

Щоб з’ясувати, чи мають розташовані парами нейральні стовбурові клітини, що світяться спільну «матір» (симетричне походження), вчені використовували методи статистики. Вони порівнювали кількість теоретично можливих пар клітин, які не доводяться один одному родичами, з реально спостережуваними. Якщо число останніх перевершувало математично передбачене, то, значить, частина нейральних стовбурових клітин утворилася в результаті симетричних розподілів.

Захисти свій комп’ютер та смартфон

ESET NOD32

Результати аналізу показали, що симетричне ділення слугує причиною появи всього 10 відсотків нейральних стовбурових клітин. З цього випливає, що в 90 відсотках випадків нейральні стовбурові клітини дають початок попередникам нейронів і не підвищують свою чисельність, а в кращому випадку підтримують її. Але якщо врахувати, що частина клітин неминуче гине, то виходить, що з віком кількість нейральних стовбурових клітин неухильно знижується.

Таким чином, по всій видимості, посилити оновлення нейронів у дорослих ссавців неможливо. І навіть, якщо вдасться змусити нейральні стовбурові клітини ділитися частіше, їх не стане більше. Навпаки, їхня кількість стане падати швидше, ніж це відбувається в нормі. Однак не варто забувати, що у різних видів ссавців механізми нейрогенезу можуть не збігатися. Тому питання щодо штучної стимуляції нейрогенезу і відновленні нервової системи «своїми силами» поки залишається відкритим.

Джерело: https://chrdk.ru





Залишити відповідь