Дофамин контролирует образование новых дофамин-продуцирующих нейронов, активируя стволовые клетки

Саламандра

Изучение мозга саламандры привело ученых Каролинского института (Karolinska Institutet), Швеция, к открытию неизвестной до сих пор функции нейромедиатора дофамина. В статье, опубликованной в научном журнале Cell Stem Cell, они сообщают, как, функционируя в качестве своего рода регулятора стволовых клеток, дофамин контролирует образование новых дофамин-продуцирующих нейронов в мозге взрослого организма. Это открытие может внести значительный вклад в разработку методов лечения нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Паркинсона.

Исследование было проведено на саламандрах, которые в отличие от млекопитающих полностью восстанавливаются после удаления дофаминовых нейронов среднего мозга в течение четырех недель. Болезнь Паркинсона – нейродегенеративное заболевание, характерной чертой которого также является потеря дофамин-продуцирующих клеток в среднем мозге. Так как саламандра способна восстановить все потерянные дофамин-продуцирующие нейроны, ученые изучали, как мозг животного определяет отсутствие этих клеток. Этот вопрос имеет фундаментальное значение, так как до сих пор неизвестно, что вызывает образование новых нервных клеток и почему процесс прекращается, когда количество восстановленных клеток достигает нормы.

Ученые установили, что стволовые клетки саламандры автоматически активируются, когда в результате гибели дофамин-продуцирующих нейронов падает концентрация дофамина, что означает, что нейротрансмиттер функционирует в качестве постоянного «ручного тормоза», управляющего активностью стволовых клеток.

Андраш Симон (Andras Simon). (Фото: Ulf Sirborn)

«Пациентам с болезнью Паркинсона часто назначается препарат L-допа, который превращается в мозге в дофамин», - говорит доктор Андраш Симон (Andras Simon), руководивший исследованием, проведенным на кафедре клеточной и молекулярной биологии. «Когда саламандры получали L-допу, образование новых дофамин-продуцирующих нейронов почти полностью подавлялось, и животные не могли восстановиться. Однако, верно и обратное. Если блокировать сигналинг дофамина, новые нейроны образуются без необходимости».

Как и у млекопитающих, образование нейронов в среднем мозге саламандры при нормальных условиях практически отсутствует. Поэтому, изучая саламандру, ученые могут понять, как образование новых нервных клеток может быть возобновлено и как его можно остановить, когда количество нейронов достигло необходимого. По-видимому, дофамин играет важнейшую роль именно в этой регуляции. Многие наблюдения позволяют предположить, что подобные механизмы активны и у других видов животных. Дальнейшие сравнительные исследования могут пролить свет на то, как нейротрансмиттеры управляют активностью стволовых клеток мозга, и внесут вклад в разработку методов терапии нейродегенеративных заболеваний.

«Одним из способов восстановления мозга может стать стимулирование существующих в нем стволовых клеток», - говорит доктор Симон. «Это одна из перспектив, с точки зрения которой наша работа представляет интерес. Поэтому обязательно нужно продолжать исследования, чтобы выяснить, предотвращает ли L-допа, которая в настоящее время используется для лечения болезни Паркинсона, этот процесс у других видов, включая человека. Другая перспектива – понять, как лекарственные препараты, блокирующие сигналинг дофамина и используемые для лечения других заболеваний, например, психозов, влияют на динамику стволовых клеток в мозге».

Регенерация дофамин-продуцирующих нейронов среднего мозга зависит от снижающегося сигналинга дофамина. L-допа подавляет пролиферацию клеток эпендимоглии во время регенерации дофамин-продуцирующих нейронов. Пролиферация эпендимоглиальных клеток постоянно подавляется сигналингом дофамина. Подавление сигналинга дофамина вызывает нейрогенез за счет покоящихся эпендимоглиальных клеток. (Рисунок: cell.com/cell-stem-cell)

Саламандра, относящаяся к отряду хвостатым земноводным, наиболее известна своей способностью к регенерации утраченных частей тела, в том числе целых конечностей.

По материалам

Dopamine controls formation of new brain cells

Аннотация к статье Dopamine Controls Neurogenesis in the Adult Salamander Midbrain in Homeostasis and during Regeneration of Dopamine Neurons

© «Дофамин контролирует образование новых дофамин-продуцирующих нейронов, активируя стволовые клетки». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на данную страницу сайта.