Астроциты выполняют важнейшие функции в центральной нервной системе: питают нейроны, регулируют кровоток и сохраняют структуру тканей. Их гибель происходит при травмах головы, и при аутоиммунных заболеваниях, когда антитела атакуют именно астроциты. До сих пор считалось, что взрослый мозг практически не способен восполнять потери астроцитов. Было известно, что астроциты сохраняют способность к делению, но при таком процессе они не восстанавливают свои функции, а только заполняют пространство глиальной рубцовой тканью.
Найден новый процесс восстановления взрослого мозга после повреждений
Ученые из Цюрихского университета обнаружили необычный способ регенерации тканей взрослого мозга после повреждений. Астроциты — звездчатые вспомогательные клетки, поддерживающие жизнедеятельность нейронов, — способны восстанавливать свою сеть. Это открытие меняет представления о регенеративном потенциале нервной системы.
Астроцит в культуре (обозначен зеленым цветом). Синим цветом обозначены ядра других клеток, присутствующих в культуре. Википедия
Астроциты. Долгое время астроциты считались простым «клеем», поддерживающим нейроны. Сегодня известно, что одна такая клетка у человека может связываться с двумя миллионами синапсов одновременно. Они не только восстанавливают ткани, но и активно участвуют в формировании долговременной памяти, регулируют сон и защищают мозг от токсичных накоплений, очищая межклеточное пространство во время ночного отдыха.
На изображении слева показано поражение головного мозга (диаметр: менее 0,5 мм). По периметру очага повреждения недавно обнаруженные «регенеративные» астроциты начинают заполнять дефект, образуя длинные клеточные отростки (обозначены красным цветом). Вновь образовавшиеся клеточные ядра (обозначены синим цветом) мигрируют вдоль этих отростков в направлении поврежденной области. Неизмененные астроциты (обозначены зелёным цветом) окружают область поражения. На изображении справа показано увеличенное изображение выделенной области на левом изображении.
Команда исследователей обнаружила специальную популяцию астроцитов, запускающих уникальный процесс клеточного ремонта. С помощью двухфотонной микроскопии ученые в течение нескольких недель наблюдали за мозгом живых мышей. Сочетание этого метода с пространственным картированием активности генов позволило детально отследить все этапы регенерации. Работа опубликована в журнале Nature Neuroscience.
Продолжение ниже
Видео
Продолжение
Транспортировка клеточных ядер
Астроциты, расположенные вокруг очага поражения, подвергаются многократному клеточному делению.
Вместо стандартного деления с последующей миграцией дочерних клеток, эти особые регенеративные астроциты используют совершенно нестандартный механизм. Они транспортируют новообразованные клеточные ядра через свои длинные отростки. Ядра преодолевают значительные расстояния, пока не достигают зон с дефицитом астроцитов. Оказавшись на месте, они помогают заново заселить поврежденную ткань и полностью реконструировать клеточную сеть.
Исследователи определили гены и сигнальные пути, которые временно активируются во время этого ответа. Описание этих молекулярных механизмов дает новые мишени для стимуляции естественных процессов восстановления. В перспективе такая стимуляция регенеративных астроцитов позволит разрабатывать эффективные методы терапии после серьезных травм и нейродегенеративных патологий.
Загружаем