Исследование, подробно описанное в статье, размещенной перед печатью в журнале Current Biology, было сосредоточено на личиночной стадии развития плодовой мухи. Это когда стволовые клетки генерируют большинство нейронов, которые образуют мозг взрослого человека. Эти стволовые клетки быстро делятся с образованием новых клеток, но полагаются на сигнальный путь белка Notch.
Предыдущие исследования показали, что, когда передача сигналов Notch проходит гладко, стволовые клетки создают нейроны, которые населяют центральную нервную систему взрослого человека. При слишком большом количестве Notch стволовые клетки теряют контроль и чрезмерно размножаются, образуя большие опухоли. У людей Т-клеточный лейкоз взрослых связан с сверхактивной передачей сигналов Notch.«Стволовые клетки выполняют действительно сложную работу, потому что они должны делиться, чтобы образовать миллионы нейронов в нашем мозгу», — сказал соавтор Крис Доу, профессор биологии и исследователь Медицинского института Говарда Хьюза из Университета штата Калифорния. «Если они недостаточно делятся, это приводит к микроцефалии или другим небольшим заболеваниям головного мозга, но если они слишком сильно делятся, образуются опухоли.
Они должны оставаться прямо на этой границе деления, чтобы образовались нейроны, но не делятся чрезмерно и не образуют опухоль. . Это действительно ходьба по канату ".В новом исследовании докторант UO Дилан Фарнсворт обнаружил, что если он подождал, пока стволовые клетки несколько раз разделятся и немного состарятся, они перестали реагировать на Нотча. В этот момент стволовые клетки не могут быть вытолкнуты высокими дозами передачи сигналов Notch для образования опухолей.
Он задавался вопросом, почему.Дальнейшие исследования привели к открытию возрастных молекулярных изменений. В конце своей жизни и примерно в то же время, когда они сопротивляются образованию опухолей, стволовые клетки начинают экспрессировать белок фактора транскрипции, известный как Eyeless у Drosophila и Pax6 у людей. По словам Фарнсворта, его присутствие блокирует передачу сигналов Notch.
Исследователи показали, что когда Eyeless вырубается в этих стволовых клетках, передача сигналов Notch снова нарушает баланс и образует опухоли головного мозга.«Если мы сможем идентифицировать стволовые клетки, на которые полагается во время развития, возможно, мы сможем найти способ использовать их позже, чтобы воссоздать терапевтические условия», — сказал Фарнсворт. «Если вы сделаете это неправильно, вы рискуете чрезмерным распространением и развитием масс — и рака».Обнаружение этой роли для Безглазого — шаг в этом направлении, но возможно, что присутствуют и другие молекулы, которые также могут подавлять рост опухоли, сказал Доу. «Эта статья показывает, что Eyeless важен для сокращения продолжительности жизни стволовых клеток, дающих начало мозгу взрослого человека.
Это стоп-сигнал, который говорит, что пора перестать реагировать на сигналы Notch».Хотя система, используемая для исследования этих клеток, была создана для фундаментальных научных исследований в лаборатории Доу, она открывает новое окно для идентификации клеток, участвующих в происхождении рака.
В этом случае опухоли, индуцированные передачей сигналов Notch в более старых стволовых клетках, отличались от их более ранних версий. В конце концов, при более обширных исследованиях, система могла бы предоставить дорожную карту для точной настройки времени лечения на основе стволовых клеток для возобновления здоровой активности взрослых стволовых клеток, сказал Доу.