Понимание архитектуры нашего «второго мозга»

Результаты, опубликованные в журнале Science, показывают, как кишечная нервная система — хаотическая сеть из полумиллиарда нервных клеток и многих других поддерживающих клеток внутри стенки кишечника — формируется во время развития мыши. Исследование проводилось Институтом Фрэнсиса Крика в сотрудничестве с Лёвенским университетом, Стэнфордским университетом, Институтом Хубрехта и Институтом биологических наук Квадрам. Работа финансировалась Институтом Фрэнсиса Крика, Советом по медицинским исследованиям и Советом по исследованиям биотехнологии и биологических наук Великобритании.
Кишечная нервная система, которую часто называют « вторым мозгом » из-за огромного количества нейронов и сложной связи, играет решающую роль в поддержании здоровья кишечника.

Таким образом, понимание того, как устроена эта нейронная мозаика, может помочь ученым найти способы лечения распространенных желудочно-кишечных расстройств.
«Стенка кишечника является домом для многих типов нервных клеток, которые, по-видимому, распределены случайным образом», — говорит Василис Пачнис, руководитель группы в Институте Фрэнсиса Крика. «Но, несмотря на этот хаос, нейронные сети кишечника отвечают за хорошо организованные и стереотипные функции, такие как выработка желудочной кислоты, движение пищи по кишечнику, связь с иммунными клетками и бактериями и передача информации в мозг.

Мы хотели выяснить, как организованная деятельность возникает из такой хаотической системы."
Во время развития уникальная и динамичная популяция клеток, известная как клетки-предшественники, делится, чтобы произвести свои копии, которые затем могут генерировать многие другие типы клеток. Используя генетические инструменты, команда пометила отдельные клетки-предшественники кишечной нервной системы уникальными цветами и проследила за их потомками, также отмеченными тем же цветом, в процессе развития до взрослого животного.

Изучая тип клеток, продуцируемых одиночными предшественниками, они могли понять их свойства.
Они обнаружили, что некоторые предшественники производили только нервные клетки, другие — только клетки, поддерживающие нервы, называемые глия, а некоторые производили и то, и другое. Нейроны и глия, происходящие от одного и того же родителя, оставались близко друг к другу, образуя относительно плотные группы клеток.

Группы клеток, которые произошли от разных, но соседних родительских клеток, перекрывались, как диаграмма Венна, которую можно было увидеть на поверхности кишечника. Интересно, что эти тесные отношения поддерживались потомками одиночных предков через все слои стенки кишечника, тем самым образуя перекрывающиеся столбцы клеток.
«Мы обнаружили набор правил, которые контролируют организацию« второго мозга »не только вдоль одного слоя кишечника, но и в трехмерном пространстве стенки кишечника», — говорит Рина Ласрадо, первый автор статьи и исследователь в лаборатории Василиса в крик.

Команда исследовала, влияет ли эта сложная структура кишечной нервной системы на активность нервных клеток в кишечнике.
«Тонкая электрическая стимуляция кишечной нервной системы показала, что нервные клетки, генерируемые одной и той же родительской клеткой, реагируют синхронно», — говорит Василис. «Это говорит о том, что взаимоотношения между клетками кишечной нервной системы млекопитающих в процессе развития имеют фундаментальное значение для нервной регуляции функции кишечника."
"Теперь, когда мы лучше понимаем, как устроена и работает кишечная нервная система, мы можем начать смотреть, что происходит, когда что-то идет не так, особенно на критических этапах развития эмбриона или в начале жизни. Возможно, ошибки в схеме, используемой для построения нейронных сетей кишечника, являются основой общих желудочно-кишечных проблем."

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.