Нейроны (Laguna Design/Science Photo Library)
В мозге взрослого человека каждый день рождаются тысячи новых нейронов, однако только небольшая их часть выживает. Остальные умирают и поглощаются клетками-«мусорщиками» – фагоцитами. До сих пор ученые не до конца понимали, как происходит этот процесс, какие фагоциты являются уникальными для мозга и как удаление мертвых нейронов влияет на образование новых.
У взрослого человека нейрогенез, или процесс образования новых нейронов, в значительной степени прекращается в большинстве областей головного мозга. Однако существуют убедительные доказательства того, что две из них являются в этом смысле исключением. Значительное количество нейронов продолжает образовываться в гиппокампе, принимающем участие в формировании памяти, и в обонятельной луковице - первом центральном отделе обонятельной системы.
Ученые Вирджинского университета (University of Virginia, UVA) значительно углубили понимание этого сложного процесса, и полученные ими данные могут помочь в разработке новых стратегий стимуляции нейрогенеза во взрослом мозге и восстановления его функции у пациентов, страдающих депрессией, посттравматическим стрессовым синдромом и другими психическими заболеваниями, при которых он нарушен.
Результаты исследования опубликованы он-лайн в журнале Nature Cell Biology.
Ученые установили, что определенные типы прогениторных клеток, называемые даблкортин-позитивными прогениторами нейронов (doublecortin (DCX)-positive neuronal progenitors) (или «новорожденными нейронами») выполняют в регуляции образования и удаления новых клеток мозга двойную функцию. Являясь источником пополнения тканей новыми клетками, прогениторы обычно выступают в роли системы восстановления организма. Однако новое открытие указывает на их другую способность – «избавляться» друг от друга, что в конечном итоге способствует процессу регенерации.
Джонатан Кипнис (Jonathan Kipnis), Ph.D. (Фото: virginia.edu)
«Мы получили первое доказательство того, что DCX+ клетки, в дополнении к своей функции предшественников нейронов головного мозга, функционируют и как фагоциты, удаляя своих мертвых собратьев, и того, что этот процесс необходим для поддержания постоянного образования новых нейронов», - говорит старший автор статьи доктор философии Джонатан Кипнис (Jonathan Kipnis), адъюнкт-профессор неврологии UVA.
«Полученные нами данные делают возможным управление этим процессом. Мы может омолаживать мозг, регулируя его пополнение новыми нейронами», - говорит соавтор исследования доктор философии Коди С. Равичандран (Kodi S. Ravichandran), заведующий кафедрой микробиологии UVA.
Это открытие, добавляет доктор Кипнис, может пролить новый свет и на наше понимание того, как процесс нейрогенеза регулируется в здоровом взрослом мозге, и, в свою очередь, дать представления о больном мозге, где нейрогенез серьезно нарушен.
«Рождение и смерть новых нейронов во взрослом мозге вовлечены в непрерывные процессы обучения и запоминания», - говорит доктор философии Кевин Ли (Kevin Lee), заведующий кафедрой неврологии, профессор нейрохирургии. «Открытия Кипниса, Равичандрана и их коллег замечательны тем, что описывают новый процесс, регулирующий образование и удаление нейронов во взрослом мозге. Это важный шаг к идентификации механизмов, которыми можно управлять и, таким образом, контролировать количество новых нейронов во взрослом мозге. Такое регулирование количества нейронов может открыть новые возможности в модификации основных когнитивных функций, в том числе обучения».
По материалам
U.Va. Research Helps Explain How the Adult Brain Cleans Out Dead Cells and Produces New Ones
Аннотация к статье Phagocytic activity of neuronal progenitors regulates adult neurogenesis
