Сигнальный белок, называемый фракталкин, помогает регулировать развитие олигодендроцитов, клеток нервной системы, ответственных за выработку миелина — защитного покрытия волокон нервных клеток, которое повреждается и теряется при рассеянном склерозе (РС).
Это открытие было сделано в исследовании « Передача сигналов фракталкином регулирует генез олигодендроглиальных клеток из клеток-предшественников SVZ », опубликованном в Stem Cell Reports .
Миелин — это жирное вещество, которое окружает нейроны (нервные клетки) как оболочку, помогая им эффективно посылать электрические сигналы. При РС иммунная система ошибочно атакует миелиновую оболочку, повреждая и убивая нейроны.
Клетки-предшественники нейронов, или NPC, представляют собой тип стволовых клеток, которые способны расти и дифференцироваться в несколько различных типов клеток нервной системы, включая олигодендроциты — клетки, вырабатывающие миелин. Когда NPC дифференцируются в олигодендроциты (процесс, называемый олигодендроцитами), они сначала становятся промежуточным типом клеток, называемым клеткой-предшественником олигодендроцитов (OPC), а затем превращаются в зрелый олигодендроцит.
Биологические механизмы, управляющие тем, как NPC превращаются в OPC, а затем в олигодендроциты, все еще разрабатываются. Команда под руководством исследователей из Канады провела серию экспериментов на клеточных моделях и на мышах, чтобы оценить роль фракталкина (FKN), сигнального белка, в олигодендрогенезе.
Сначала они подтвердили, что и NPC, и OPC экспрессируют рецептор FKN (названный CX3CR1), что согласуется с предыдущими данными.
Затем исследователи протестировали эффект лечения NPC in vitro (в лабораторных условиях) с различным количеством фракталкина. Через несколько дней культивирования они обнаружили значительно больше олигодендроцитов в клетках, обработанных FKN. Однако использование фракталкина не повлияло на количество других типов клеток, таких как нейроны, продуцируемые NPC.
FKN также не влиял на скорость деления клеток и не влиял на их гибель и выживаемость. Вместо этого исследователи обнаружили, что сигнальная молекула ускоряет олигодендрогенез, побуждая OPC быстрее расти в зрелые олигодендроциты. Соответственно, когда исследователи блокировали передачу сигналов FKN, образование олигодендроцитов уменьшалось.
Дальнейшие эксперименты с введением FKN в мозг мышей показали в целом согласованные результаты, подтверждающие идею о том, что FKN помогает регулировать олигодендрогенез у живых животных. Работа также продемонстрировала, что сами OPCs секретируют FKN, который может играть роль в том, как сигнальная молекула в природе работает, чтобы влиять на олигодендрогенез.
В этом исследовании в основном участвовали NPC из субвентрикулярной зоны, или SVZ, части мозга, где обычно происходит олигодендрогенез. Тем не менее, эксперименты по изучению клеток в другом регионе мозга — мозжечке — дали в целом согласованные результаты.
«Наши данные демонстрируют новую роль передачи сигналов FKN в постнатальном олигодендрогенезе от клеток-предшественников SVZ и предполагают, что FKN является молекулой-кандидатом для вовлечения клеток-предшественников ЦНС [центральной нервной системы, головного и спинного мозга] в производство олигодендроцитов и, возможно, ремиелинизация », — заключила команда.
Команда отметила, что эти результаты открывают несколько областей для дальнейших исследований. Например, «будет важно определить, может ли применение FKN после демиелинизирующего повреждения [т.е. поражения, в котором был поврежден миелин, как это происходит при РС], может вызвать усиленный олигодендрогенез и ремиелинизацию», — пишут ученые.
Другая потребность заключается в дальнейшем изучении роли этой сигнальной молекулы в нервной системе. Они предположили, что в будущих исследованиях также будут изучены генетические вариации, связанные с передачей сигналов FKN, которые могут повлиять на здоровье и болезни.
«Наши результаты подтверждают будущие исследования по проверке способности FKN привлекать клетки-предшественники ЦНС для усиления образования олигодендроцитов в поврежденной или больной ЦНС, а также вклад вариантов CX3CR1 в развитие и прогрессирование миелин-связанных дефицитов при нейродегенеративных и нейродегенеративных расстройствах. », — заключили исследователи.
