2023 Autor: Bailey Leapman | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-05-20 22:44
Salki bioloogiliste uuringute instituudi teadlased on tuvastanud üliolulise rakusignaali, mis kontrollib täiskasvanud hiirte aju tüvirakkude saatust.
Pärast nende tüvirakkude jagunemist peavad nad valima mitme võimaluse vahel – jääda tüvirakuks, muutuda närvirakuks, mida nimetatakse ka neuroniks, või saada osaks aju rakkude tugivõrgustikust, mida nimetatakse astrotsüütideks või oligodendrotsüütideks. Selle nädala ajakirjas Nature avaldatud uurimuse kohaselt juhivad neuroniks saamise otsust Wnt3 signaalimolekulid, mida eritavad naaberastrotsüüdid.
Nagu vormimata saviplokk, võivad täiskasvanud tüvirakud ajus muutuda küpseteks funktsioneerivateks ajurakkudeks, kuid neil on vaja kohaliku mikrokeskkonna poolt täiendavat tõuget, et muutuda täielikult spetsialiseerunud või diferentseerunud rakkudeks. "Nukistus" ilmneb keemiliste signaalide kujul, kuid nende näpunäidete identiteet on suures osas teadmata.
"Varasemas uuringus Hong Jun Songiga, kes on selle artikli kaasautor ja nüüd Johns Hopkinsi ülikooli abiprofessor, kultiveerisime neuronite tüvirakke koos neuronitega, mis tekitasid oligodendrotsüüte, kuid samad tüvirakud, mida kultiveeriti koos hipokampusest eraldatud astrotsüütidega, tekitasid neuroneid,“ütleb Fred H. Gage, Salki Instituudi geneetika laboratooriumi professor ja uuringu juhtiv autor.
Pärast pikki ja proovivaid otsinguid leidsid kaasautorid D. Chichung Lie, kes töötab nüüd Saksamaal Münchenis GSF-i riiklikus uurimiskeskuses, ja Sophia A. Colamarino, kellest sai sellest ajast peale Autism Now ravimise teadusdirektor, määratles lõpuks Wnt3 kui astrotsüütide poolt eritatava veenva signaalimolekuli.
Wnt-valgud moodustavad väga konserveerunud signaalmolekulide perekonna, mis mängivad olulist rolli rakkude laienemise ja põlvnemisotsuste kontrollimisel mitut tüüpi tüvirakkudes.
"Me blokeerisime Wnt3 hiirte ajus geeniteraapias kasutatavate molekulaarsete tööriistade abil ja neurogenees vähenes dramaatiliselt. Kui lisasime täiendava Wnt3, suurenes neuronite arv, "selgitab Gage. "See tõus tõestas meile, et Wnt-signaal on tõesti oluline in vivo, mitte ainult koekultuuri artefakt."
Paljud uurijad on hakanud uurima neuronaalsete tüvirakkude võimalikku kasutamist traumaatilise vigastuse või degeneratiivse haiguse, näiteks Parkinsoni tõve, insuldi, epilepsia ja Alzheimeri tõve ning depressiooni tõttu kahjustatud ahelate parandamiseks. Molekulaarsete juhiste tuvastamine, mis suruvad neuronaalsed tüvirakud teatud spetsialiseerumisteele, on esimene samm täpselt selliste rakutüüpide loomise suunas, mida on vaja kadunud ajurakkude asendamiseks.
Elu jooksul sünnivad uued ajurakud ehk neuronid imetajate aju kahes väikeses piirkonnas: haistmissibulas, mis töötleb lõhnu, ja hipokampuse keskosas, mis osaleb mälestuste kujunemises ja õppimises. Seda protsessi nimetatakse neurogeneesiks, mis sõna-sõn alt tähendab "neuronite sündi".
Enamik neist vastsündinud rakkudest sureb varsti pärast sündi, kuid mõned neist integreeruvad funktsionaalselt ümbritsevasse ajukoesse. Täiskasvanute neurogeneesi funktsioon on endiselt ebaselge, kuigi mõned uuringud on seostanud seda õppimise ja mäluga, samuti teatud antidepressantide kasuliku toimega.
"Kõik imetajad säilisid kogu arengu ja evolutsiooni neurogeneesi jooksul täpselt samades piirkondades, kuid keegi ei tea, miks aju võimaldab neil piiratud aladel kogu elu jooksul sündida uutel neuronitel, " ütleb Gage. "Lõpuks, nende teadmistega neurogeneesi toimumise kohta on meil tööriist neurogeneesi in vivo blokeerimiseks ja selle funktsioonide väljaselgitamiseks, " lisab ta.
Selle uuringu kaasautorite hulka kuuluvad Salki teadlased Hong-Jun Song, kes töötab praegu John Hopkinsi ülikooli meditsiinikooli rakutehnoloogia instituudis, Laurent Désiré, Helena Mira, Antonella Consiglio, Edward S. Lein, Sebastian Jessberger, Heather Lansford ja Alejandro R. Dearie.
Californias La Jollas asuv Salki Bioloogiauuringute Instituut on sõltumatu mittetulundusühing, mis on pühendunud fundamentaalsetele avastustele bioteadustes, inimeste tervise parandamisele ja tulevaste põlvkondade teadlaste koolitamisele. Jonas Salk, M. D., kelle poliomüeliidi vaktsiin hävitas 1955. aastal halvasti tekitava poliomüeliidi, avas instituudi 1965. aastal San Diego linna kingitud maa ja March of Dimes'i rahalise toetusega.
