Открытие помогает объяснить, что заставляет нейроны соединяться

Полученные данные способствуют решению основной загадки управления аксонами, но они также могут немного приблизить ученых к достижению медицинской цели восстановления повреждений центральной нервной системы.
«Мы определили новую реплику, которая направляет аксоны», — сказал ведущий автор Александр Яворски, доцент кафедры нейробиологии в Университете Брауна и член Института Брауна по изучению мозга. "Исследования, которые выясняют механизмы, которые позволяют нейронам формировать правильные связи, в том числе наше исследование, могут дать информацию о терапевтических подходах к восстановлению нейронов."

Держитесь подальше от NELL2
Особое открытие Яворски и его соавторов — это белок, названный «NELL2», который действует как знак «Не входить» на пути роста аксона. NELL2 — первый известный белок, связывающийся с критическим рецептором нейронов, известным как Robo3. Когда это связывание происходит, рост аксонов отвлекается, эксперименты команды показывают.

Таким образом, NELL2 присоединяется к триаде сигналов, которые обрабатывает Robo3 при регулировании роста аксонов. Присутствие нетрина привлекает аксоны, экспрессирующие Robo3, и определенный подтип Robo3 позволяет аксонам игнорировать сигналы отталкивания, обеспечиваемые еще одним белком, называемым Slit. Таким образом, экспрессия рецептора Robo3 дает нейрону возможность вырастить свои аксоны в соответствии со следующими правилами: они идут туда, куда им нужно (Нетрин), держатся подальше от запрещенных областей (NELL2) и игнорируют запреты, предназначенные для других нейронов, но не для них ( Щель).

Яворски начал исследование, когда работал докторантом в Genentech в Южном Сан-Франциско, Калифорния., и продолжил его в Университете Рокфеллера, а затем закончил в Брауне, куда он приехал два года назад. За это время он провел серию лабораторных экспериментов, которые идентифицировали NELL2 как партнера по связыванию для Robo3, показали, что его присутствие отталкивает аксоны, и продемонстрировали, что экспрессия как Robo3, так и NELL2 необходима для управления аксонами.
Спинальное значение

Он проделал эту работу в модельной системе спинного мозга мыши. Как и в головном мозге, есть разные левая и правая стороны, которые соединены аксонами, пересекающими срединную линию. Таким образом, его работа помогает объяснить, что направляет именно эти аксоны во время скрещивания.

Редкое генетическое заболевание человека иллюстрирует важность этих связей. По словам Яворски, люди с мутацией, которая не позволяет им выражать Robo3, не могут двигать глазами из стороны в сторону. Это движение совершается, когда мышца на одной стороне глаза сокращается, а мышца на другой стороне расслабляется.

У людей без Robo3 аксоны не пересекают среднюю линию заднего мозга, поэтому они не передают противоположные сигналы в противоположные стороны глаза. Вместо этого мышцы с обеих сторон сокращаются, и глаз не движется в боковом направлении.
За пределами мозга?

Следующим шагом в исследовании Яворски является определение того, работают ли NELL2 и Robo3 вместе в головном мозге, как в спинном мозге. Соавтор науки и старший специалист по нейробиологии Брауна Холли Гилдеа помогает проводить эту работу.

Если NELL2 действительно так же активен в головном мозге, это открытие может дать информацию для будущих клинических подходов. По словам Яворски, нервы относительно хорошо восстанавливаются в большинстве частей тела, но в головном мозге после травмы или дегенерации неврологам, вероятно, потребуется управлять повторным ростом. Например, может быть недостаточно имплантировать некоторые стволовые клетки и превратить их в нейроны по нескольким причинам.

Среди них то, что план, который направляет базовое нейронное развитие, не сохраняется в младенчестве.
«Одна из основных проблем заключается в том, что всех тех инструкций, которые присутствовали при первоначальном развитии мозга, больше нет», — сказал Яворски.

Несомненно, восстановление нейронов — это долгосрочная цель, но основные открытия, такие как идентификация NELL2, могут проложить путь.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.