Исследователи обнаружили спайки, которые создают сети мозга. - СТРОИТЕЛЬСТВО. ПРОМЫШЛЕННЫЕ ПОЛЫ
24.10.2021

Исследователи обнаружили спайки, которые создают сети мозга.

Нейроны мозга, как правило, привлекают большую часть научного внимания, но набор клеток вокруг них, называемых астроцитами – буквально звездообразными клетками – все чаще рассматривается как решающий игрок, помогающий мозгу стать должным образом организованным.

В частности, астроциты, составляющие примерно половину массы человеческого мозга, по-видимому, управляют формированием синапсов, связей между нейронами, которые формируются и модифицируются по мере того, как мы учимся и запоминаем.

Новое исследование ученых Duke и UNC обнаружило важный белок, участвующий в коммуникации и координации между астроцитами, когда они строят синапсы. В отсутствие этой молекулы, называемой hepaCAM, астроциты не такие липкие, как должны быть, и, как правило, прилипают к себе, а не образуют связи с другими астроцитами.

Это открытие, проведенное в исследованиях на мышах с отключенным геном hepaCAM из их астроцитов, является важным ключом к пониманию некоторых расстройств мозга , включая снижение когнитивных функций, эпилепсию и расстройства аутистического спектра. Работа появится 24 июня в журнале Neuron .

Редкое заболевание, называемое мегалэнцефалической лейкоэнцефалопатией (MLC), также известно, что вызвано мутацией в гене hepaCAM, и эта работа может дать ответы о том, что именно пошло не так. MLC – это нарушение развития, которое прогрессирует и ухудшается, вызывая макроцефалию (большая голова), отек белого вещества мозга, умственную отсталость и эпилепсию.

Избирательно удаляя hepaCAM из астроцитов, чтобы увидеть, что он делает, «мы вроде как превратили клетки в интровертов», – сказал старший автор исследования Кагла Эроглу, доцент кафедры клеточной биологии в Медицинской школе Университета Дьюка. «Обычно они хотят протянуть руку, но без hepaCAM они начали обнимать себя».

«Если астроцит соединяется со своими соседями, тогда у вас появляется сеть», – сказал Эроглу. «Чтобы сделать мозг функциональным, нужна функциональная астроцитарная сеть».

Исследователи сосредоточились на hepaCAM, ища гены, которые очень активны в астроцитах и ​​участвуют в дисфункции мозга. Они сотрудничали с другой группой, работавшей над hepaCAM в Университете Барселоны, но эта группа изучала молекулу из-за ее роли в регуляции сигнальных каналов хлорида в астроцитах.

Группа Duke обнаружила, что удаление hepaCAM из астроцитов привело к синаптической сети, которая слишком легко возбуждалась, а не подавлялась. «Эффект на тормозящие синапсы был самым сильным», – сказала первый автор Кэти Болдуин, которая недавно стала доцентом кафедры клеточной биологии и физиологии в Университете Северной Каролины в Чапел-Хилл. «Вы подавляете торможение и усиливаете возбуждение, так что это действительно может указывать на механизм эпилепсии».

Болдуин, которая выполняла эту работу в качестве постдокторского исследователя в лаборатории Эроглу, планирует продолжить изучение этих вопросов в своей новой лаборатории в UNC, проверяя, ведут ли мыши с дефицитом hepaCAM по-другому, имеют ли они изменения в обучении и памяти, или проявляют ли они стресс. и социальная тревога, которые являются маркерами расстройств аутистического спектра . Она сказала, что они могут также повторно ввести мутации этого белка мышам, родившимся без него, чтобы посмотреть, какие эффекты он оказывает.

«Мы знаем, что hepaCAM взаимодействует между собой между двумя астроцитами, но мы не знаем, с чем он взаимодействует в синапсе», – сказал Болдуин. «Мы не знаем, может ли он взаимодействовать с hepaCAM, который также содержится в нейронах, или это может быть какой-то другой белок, о котором мы еще не знаем».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *