logo

Пользовательского поиска

Wednesday 21st of November 2018

Открыт новый способ взаимодействия между клетками головного мозга

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Статьи - Нейродегенеративные заболевания
Автор: Administrator   
18.07.2013 18:08

 

Ученым Майнцского университета Иоганна Гутенберга удалось доказать, что экзосомы поглощаются нейронами и таким образом защищают нервные клетки от стресса.

Ученым Майнцского университета Иоганна Гутенберга удалось доказать, что экзосомы поглощаются нейронами и таким образом защищают нервные клетки от стресса. (Фото: Abt. Molekulare Zellbiologie)

 

Клетки глии отправляют нейронам «посылки» с защитными белками и генетической информацией

 

Ученые Майнцского университета Иоганна Гутенберга (Johannes Gutenberg-Universität Mainz, JGU) открыли новую форму коммуникации между различными типами клеток головного мозга: нейроны взаимодействуют с соседними глиальными клетками, получая от них белки и генетическую информацию. Таким образом нервные клетки защищаются от неблагоприятных условий роста и стресса. Исследование немецких клеточных биологов, опубликованное в престижном журнале PLoS Biology, показывает, как двухсторонние связи между различными типами клеток способствуют поддержанию целостности и функциональности нейронов.


Функция мозга основана на связи между электрически возбудимыми нейронами и окружающими их глиальными клетками, выполняющими различные функции. Одним из типов глиальных клеток являются олигодендроциты, создающие вокруг аксонов нервных клеток изолирующую миелиновую оболочку. Независимо от этой функции нейроны получают от олигодендроцитов и другую, пока не полностью понимаемую учеными, поддержку. Лишившись этой поддержки, аксоны могут отмереть. Этот процесс, наблюдаемый при многих демиелинизирующих заболеваниях, например, при рассеянном склерозе, приводит к постоянной потере передачи нервного импульса.

Экзосомы (красная стрелка) – мельчайшие пузырьки, содержащие белки и нуклеиновые кислоты. Они часто находятся в непосредственной близости от аксонов нейронов – идеальная позиция для передачи нейронам защитных веществ.

 

Экзосомы (красная стрелка) – мельчайшие пузырьки, содержащие белки и нуклеиновые кислоты. Они часто находятся в непосредственной близости от аксонов нейронов – идеальная позиция для передачи нейронам защитных веществ. (Фото: Abt. Molekulare Zellbiologie)

 

 

 

Олигодендроциты, как и другие типы клеток, секретируют небольшие пузырьки – так называемые экзосомы. В дополнение к липидам и белкам эти заключенные в мембраны транспортные контейнеры содержат и рибонуклеиновые кислоты – другими словами, генетическую информацию. В своем исследовании Карстен Фрюбайс (Carsten Frühbeis), Доминик Фрёлих (Dominik Fröhlich) и Вэнь Пин Ко (Wen Ping Kuo) (отделение молекулярной клеточной биологии Института зоологии (Institut für Zoologie) JGU) установили, что нанопузырьки олигодендроцитов образуются в ответ на нервные сигналы. Экзосомы поглощаются нейронами, которые впоследствии используют переносимый ими груз в своих метаболических процессах.

«Он работает по принципу «поставки по требованию», - описывает этот процесс руководитель исследования доктор Ева-Мария Крэмер-Альберс (Eva-Maria Krämer-Albers). «Мы считаем, что то, что передается, это своего рода «CARE packages» от олигодендроцитов нейронам».

На клеточных культурах исследователи установили, что триггером секреции экзосом является нейротрансмиттер глутамат. Используя маркировку ферментами-репортерами, им удалось элегантным способом продемонстрировать, что экзосомы поглощаются нейронами.

«Весь набор веществ, включая генетическую информацию, очевидно, используется нейронами», - объясняет доктор Крэмер-Альберс.

Если нейроны подвергаются стрессу, обеспеченные такими «CARE packages» клетки впоследствии восстанавливаются быстрее.

«Эта поддержка вносит вклад в защиту нейронов, а также, вероятно, вызывает de novo синтез белков», - поясняют Фрюбайс и Фрёлих.

Секреция экзосом олигодендроцитами и ее роль в двусторонней нейрон-глиальной коммуникации. Электрически активные аксоны секретируют нейротрансмиттер глутамат (1), индуцируя поступление Са2+ через рецепторы глутамата олигодендроцитов (2). Повышение уровня внутриклеточного Са2+ является триггером  высвобождения экзосом из олигодендроцитов (OL) по их отросткам или у тела клетки (3). В свою очередь, экзосомы поглощаются нейронами (N) через аксоны или тело клетки (4), и их груз из белков и РНК функционально восстанавливается (5). Показано также поглощение экзосом клетками микроглии (М).

 

Секреция экзосом олигодендроцитами и ее роль в двусторонней нейрон-глиальной коммуникации. Электрически активные аксоны секретируют нейротрансмиттер глутамат (1), индуцируя поступление Са2+ через рецепторы глутамата олигодендроцитов (2). Повышение уровня внутриклеточного Са2+ является триггером высвобождения экзосом из олигодендроцитов (OL) по их отросткам или у тела клетки (3). В свою очередь, экзосомы поглощаются нейронами (N) через аксоны или тело клетки (4), и их груз из белков и РНК функционально восстанавливается (5). Показано также поглощение экзосом клетками микроглии (М). (Рис. PLoS Biology)

 

К веществам, находящимся в экзосомах и передаваемым в нейроны, относятся, например, защитные белки, такие как белки теплового шока, гликолитические ферменты, а также ферменты, снижающие окислительный стресс.

Исследование показывает, что экзосомы олигодендроцитов вовлечены в ранее неизвестный вид двунаправленной межклеточной коммуникации, имеющий значение для длительного сохранения жизнеспособности нервных волокон.

«Подобное взаимодействие между клетками нервной системы, при котором происходит обмен целым рядом веществ, в том числе генетической информацией, до сих пор не было известно», - подводит итог доктор Крэмер-Альберс. «Экзосомы, таким образом, в некотором смысле напоминают вирусы, с той «небольшой» разницей, что они не причиняют клеткам-мишеням никакого вреда, а, наоборот, приносят им пользу».

В будущем исследователи надеются разработать экзосомы, которые можно будет использовать в лечении неврологических заболеваний.

 

 

По материалам

Neue Form der Zellkommunikation im Gehirn entdeckt

 

Оригинальная статья:

Carsten Frühbeis, Dominik Fröhlich, Wen Ping Kuo, Jesa Amphornrat, Sebastian Thilemann, Aiman S. Saab, Frank Kirchhoff, Wiebke Möbius, Sandra Goebbels, Klaus-Armin Nave, Anja Schneider, Mikael Simons, Matthias Klugmann, Jacqueline Trotter, Eva-Maria Krämer-Albers. Neurotransmitter-Triggered Transfer of Exosomes Mediates Oligodendrocyte–Neuron Communication

 

© «Открыт новый способ взаимодействия между клетками головного мозга». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на страницу Нейродегенеративные заболевания.

 

 

Related Articles:
 

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday1036
mod_vvisit_counterYesterday1314
mod_vvisit_counterThis week4849
mod_vvisit_counterLast week6784
mod_vvisit_counterThis month18535
mod_vvisit_counterLast month40524
mod_vvisit_counterAll days4187565

We have: 68 guests, 5 bots online
Your IP: 54.159.44.54
 , 
Today: Ноя 21, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.