logo

Пользовательского поиска

Sunday 27th of May 2018

Ученые нашли ключ к восстановлению отростков нервных клеток

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Статьи - Нейродегенеративные заболевания
Автор: Administrator   
12.11.2013 15:47

 

Для изучения реакции нервных клеток на повреждение их аксонов ученые Вашингтонского университета выращивают их в виде «пятен»– таких, как показано на фото, – получающихся в результате обработки поверхности клетки специфическими антителами.

Для изучения реакции нервных клеток на повреждение их аксонов ученые Вашингтонского университета выращивают их в виде «пятен»– таких, как показано на фото, – получающихся в результате обработки поверхности клетки специфическими антителами. (Фото: Yongcheol Cho, PhD)


Ученые из Школы медицины Вашингтонского университета (Washington University School of Medicine) в Сент-Луисе идентифицировали цепную реакцию, ответственную за восстановление поврежденных аксонов – открытие, способное оказать значительную помощь в разработке эффективных методов лечения повреждений нервов, приводящих к потере чувствительности или параличу.


Кроме того, американские исследователи доказали, что одно из звеньев этой цепной реакции в нервных клетках как головного, так и спинного мозга потеряно. Выпадение этого звена – белка HDAC5 – может объяснить, почему эти клетки не проявляют способности к самостоятельному восстановлению потерянных отростков. Новое исследование дает основания предположить, что активация HDAC5 в центральной нервной системе может стать триггером регенерации отростков нервных клеток.

«Мы знали, что вклад в восстановление отростков этих нервных клеток, называемых аксонами, вносят несколько генов, но что активирует экспрессию этих генов, а значит, и процесс восстановления, до сих пор оставалось неизвестным», - говорит руководитель исследования Валерия Кавалли (Valeria Cavalli), PhD, доцент кафедры нейробиологии. «Это приближает нас к тому, что в один прекрасный день мы сможем разработать методы лечения, делающие регенерацию аксонов более эффективной».

Статья об исследовании опубликована в журнале Cell.

Аксоны – отростки нервных клеток, отправляющие сообщения. Как правило, они намного длиннее и более подвержены повреждениям, чем дендриты, выполняющие другую функцию – получение сообщений.

Реактивация молчащей транскрипционной программы является важнейшим шагом в успешной регенерации после повреждения аксона. Но как эта программа разблокируется после повреждения, остается малоизученным вопросом. Ученые установили, что повреждение аксона периферических сенсорных нейронов вызывает волну кальция, направленную к телу клетки, которая, вторгаясь в сому, вызывает экспорт из ядра HDAC5. Индуцированный повреждением ядерный экспорт HDAC5 усиливает ацетилирование гистонов, активируя прорегенеративную программу экспрессии генов. Экспорт из ядра HDAC5 необходим для регенерации аксонов, так как захваченный «в ловушку» ядром мутантный HDAC5 предотвращает этот процесс, в то время как повышение ядерного экспорта HDAC5 способствует регенерации аксонов in vitro и in vivo. Компоненты HDAC5-пути не активируются в модели повреждения центральной нервной системы. Таким образом, данное исследование определяет сигнальный механизм, контролирующий способность к нейрональному росту, и роль HDAC5 как транскрипционного переключателя, управляющего регенерацией аксонов.

 

Реактивация молчащей транскрипционной программы является важнейшим шагом в успешной регенерации после повреждения аксона. Но как эта программа разблокируется после повреждения, остается малоизученным вопросом. Ученые установили, что повреждение аксона периферических сенсорных нейронов вызывает волну кальция, направленную к телу клетки, которая, вторгаясь в сому, вызывает экспорт из ядра HDAC5. Индуцированный повреждением ядерный экспорт HDAC5 усиливает ацетилирование гистонов, активируя прорегенеративную программу экспрессии генов. Экспорт из ядра HDAC5 необходим для регенерации аксонов, так как захваченный «в ловушку» ядром мутантный HDAC5 предотвращает этот процесс, в то время как повышение ядерного экспорта HDAC5 способствует регенерации аксонов in vitro и in vivo. Компоненты HDAC5-пути не активируются в модели повреждения центральной нервной системы. Таким образом, данное исследование определяет сигнальный механизм, контролирующий способность к нейрональному росту, и роль HDAC5 как транскрипционного переключателя, управляющего регенерацией аксонов. (Рис. Cell)


В периферической нервной системе – сети нервных клеток вне головного и спинного мозга – регенерация поврежденных аксонов иногда происходит естественным путем, чего, к сожалению, нельзя сказать о центральной нервной системе, где поврежденные аксоны, как правило, не восстанавливаются.

Работая с выращенными в лаборатории клетками периферической нервной системы, Юнчеол Чо (Yongcheol Cho), PhD, научный сотрудник лаборатории доктора Кавалли, отсекал части аксонов. Как оказалось, это вызывает волну перемещения кальция вдоль оставшейся части аксона к телу клетки. Эта волна является первой ступенью каскада реакций, активизирующих механизмы регенерации отростка.

В клетках периферической нервной системы одним из наиболее важных звеньев этой цепной реакция является высвобождение из центрального компартмента клетки – ее ядра – белка HDAC5. Как установили исследователи, после выхода из ядра HDAC5 активирует ряд генов, вовлеченных в процесс регенерации. Кроме того, HDAC5 мигрирует к месту повреждения, где участвует в синтезе микротрубочек – жестких опорных структур, помогающих воссоздать архитектуру регенерирующего аксона.

Когда исследователи модифицированных ген HDAC5 таким образом, что его белок не мог выходить из ядер периферических нервных клеток, аксоны в клеточных культурах не восстанавливались. В то же время обработка растущих в культуре аксонов препаратами, помогающими HDAC5 покинуть ядро, стимулировало регенерацию. Результаты этих экспериментов были воспроизведены и в опытах на животных.

Совсем другую картину ученые наблюдали при изучении той же цепной реакции в клетках центральной нервной системы: HDAC5 никогда не покидал ядра и не мигрировал к месту повреждения. По мнению исследователей, неспособность HDAC5 – важнейшего в этой «пьесе» действующего лица – к выходу из ядра может быть одной из главных причин отсутствия регенерации аксонов клеток центральной нервной системы.

«Результаты нашего исследования можно признать весьма обнадеживающими. Если нам удастся найти способы манипулирования этой системой в нейронах головного и спинного мозга, мы сможем помочь клеткам центральной нервной системы в восстановлении потерянных отростков», - подводит итог доктор Кавалли. «Именно над этим мы сейчас и работаем».

 

 

По материалам

Scientists identify clue to regrowing nerve cells

 

Оригинальная статья:

Yongcheol Cho, Roman Sloutsky, Kristen M. Naegle, Valeria Cavalli. Injury-Induced HDAC5 Nuclear Export Is Essential for Axon Regeneration

 

Источник: NanoNewsNet

 

 

Related Articles:
 
OZON.ru

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday471
mod_vvisit_counterYesterday851
mod_vvisit_counterThis week471
mod_vvisit_counterLast week4585
mod_vvisit_counterThis month17546
mod_vvisit_counterLast month17905
mod_vvisit_counterAll days4000928

We have: 33 guests, 5 bots online
Your IP: 54.81.183.183
 , 
Today: Май 27, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.