Исследователи из Медицинского колледжа Бейлора показывают, что астроциты, наиболее распространенные клетки мозга, играют непосредственную роль в регуляции нейронных цепей, участвующих в обучении и памяти. Выводы появляются в журнале Нейрон .
«Становится все более очевидным, что астроциты – это гораздо больше, чем поддерживающие клетки в здоровом мозге взрослого человека . Они играют непосредственную роль в широком спектре сложных и важных функций, включая нейрональное общение через синапсы и регуляцию функций нервной цепи», – сказал соответствующий автор доктор Бенджамин Денин, профессор нейрохирургии и член Центра стволовых клеток и регенеративной медицины в Бейлоре. «В этом исследовании мы показываем новую роль астроцитов в нормальной функции мозга».
Предыдущая работа показала, что астроциты включают разнообразные популяции с уникальными клеточными, молекулярными и функциональными свойствами. Они занимают различные области мозга, что указывает на региональную специализацию. Имеются данные, свидетельствующие о том, что факторы транскрипции – белки, участвующие в контроле экспрессии генов, – регулируют разнообразие астроцитов. Денин и его коллеги пытались лучше понять роль транскрипционного фактора NFIA, известного регулятора развития астроцитов, в функциях мозга взрослых мышей.
Исследователи работали с мышиной моделью, которую они генетически сконструировали, чтобы в ней отсутствовал ген NFIA, особенно во взрослых астроцитах всего мозга. Они проанализировали несколько областей мозга в поисках изменений в морфологии, физиологии и экспрессии генов астроцитов.
«Мы обнаружили, что астроциты с дефицитом NFIA имеют дефектные формы и измененные функции», – сказал Денин, который возглавляет кресло доктора Рассела Дж. И Мэриана К. Блаттнеров и является членом Универсального онкологического центра им. Дана Л. Дункана в Бэйлоре. «Удивительно, но хотя ген NFIA был удален во всех областях мозга , только астроциты в гиппокампе были серьезно изменены. Другие области, такие как кора и ствол мозга, не были затронуты».
Астроциты в гиппокампе также обладали меньшей кальциевой активностью – кальций является индикатором функции астроцитов, а также сниженной способностью обнаруживать нейротрансмиттеры, высвобождаемые из нейронов. Астроциты с дефицитом NFIA также не были так тесно связаны с нейронами, как нормальные астроциты.
Важно отметить, что все эти морфологические и функциональные изменения были связаны с дефектами способности животных учиться и запоминать, предоставляя первые доказательства того, что астроциты в некоторой степени контролируют нейронные цепи, которые опосредуют обучение и память.
«Астроциты в мозге физически близки и взаимодействуют с нейронами. Нейроны выделяют молекулы, которые астроциты могут обнаруживать и реагировать», – сказал Денин. «Мы предполагаем, что NFIA-дефицитные астроциты не способны« слушать » нейроны, а также нормальные астроциты, и, следовательно, они не могут должным образом реагировать, обеспечивая поддержку, необходимую для эффективной функции схемы памяти и передачи нейронов. Следовательно, схема нарушается, что приводит к нарушению обучения и памяти “.