Neurony mogą się zmieniać z jednego rodzaju na drugi, mówi innowacyjne badanie

Niedawna ankieta opublikowana przez interdyscyplinarną grupę Braingeneers, UC Santa Cruz i UC San Francisco w Stanach Zjednoczonych, kwestionuje tradycyjny paradygmat neuronauki, który uważa neurony za ustalone i niezmienne po ich początkowym tworzeniu mózgu.

Komórki mózgowe odpowiedzialne za przenoszenie sygnałów (impulsy elektryczne i chemiczne) przez organizm, neurony były jak dotąd uważane za trwałe, to znaczy każdy z jego specyficznych typów, takich jak neuron silnikowy, czuciowy lub interneuroniowy, miał określoną i niezmienną tożsamość komórkową.

Ale tożsamość podtypu neuronalnego może być znacznie bardziej elastyczna niż wyobrażono sobie. Autorzy pracując z organidami, modelem 3D tkanki mózgowej in vitro Jak rozwijają się neurony i dostosowują się.

Odkrycia nie tylko ujawniły nieoczekiwany rodzaj plastyczności miejsca docelowego, ale także oferowały niepublikowane spostrzeżenia „na temat tego, jak różne podtypy neuronów wpływają na funkcję mózgu i mogą odgrywać rolę w zaburzeniach neurologicznych”, mówi badanie.

Dla pierwszego autora artykułu Mohammed MostaJo-Radji, badacz z UC Santa Cruz Genomics Institute, nowy parametr „To sprawia, że ​​przemyśla nas, w jaki sposób neurony są naprawdę wytwarzane i utrzymywane, a także wpływ środowiska w tym procesie”.

Tworzenie niepublikowanych modeli komórek mózgowych

Kora mózgowa ma dwa główne typy neuronów: 80% pobudzające i 20% hamujące. Spośród nich 60% jest pozytywnych dla parvalbuminy (PV+), białka, które wiąże się z wapniem i jest związane z procesami neuronowymi obejmującymi ultra -woltrare przesyłanie informacji.

Oprócz roli w zdolności mózgu do dostosowywania się i zmiany neurony PV+ są powiązane z zaburzeniami, takimi jak autyzm i schizofrenia. , może podważać procesy poznawcze (uwaga, pamięć, rozumowanie) i sensoryczne.

To sprawia, że ​​te hamujące interneurony są bardzo ważne dla badań nad rozwojem mózgu oraz chorób neurologicznych i psychicznych. W przypadku większościajo-Radji kluczem do sukcesu w bezprecedensowej produkcji tych neuronów laboratoryjnych było zastosowanie struktur 3D, bardziej jak prawdziwy mózg.

Skuteczny rozwój komórek w trzech wymiarach środowisk wykazał, że struktury te są niezbędne do powtórzenia złożonych procesów biologicznych. Oprócz kwestionowania tradycyjnych metod, badania otwierają również sposób odtwarzania innych nieopłacalnych modeli w płaskich kulturach.

Produkcja tych pozytywnych laboratoryjnych neuronów parvalbuminy pozwala na postęp w badaniu chorób i tworzeniu dokładniejszych modeli mózgu. „Teraz możemy stworzyć bardziej realistyczny model mózgu”mówi MostaJo-Radji w wydaniu.

Badanie nowych zmian tożsamości

Ale testy na tym się nie skończyły. Aby wzmocnić swoje hipotezy, naukowcy dodali inny rodzaj neuronu hamującego, Somatostatyna szamanado modelu 3D organoidów. W tych warunkach zauważyli niektóre neurony somatostatyny zamieniające się w PV+.

Nawet bez dokładnego zrozumienia warunków genetycznych i środowiskowych związanych z przejściem, autorzy twierdzą, że odkrycie sami otwiera możliwość wystąpienia zmian tożsamości neuronalnej in vitro Mogą również wystąpić w żywych komórkach mózgu.

Obstawiając tę ​​możliwość, Mosta-Radji proponuje, że „być może istnieje proces. Jest to ekscytujące okno, które powinniśmy odkrywać, a niektóre inne laboratoria w całym kraju zaczynają myśleć w ten sam sposób”.

Chociaż mają już pewne wskazówki, które drogi genetyczne mogą być zagrożone w przejściu między podtypami neuronów, naukowcy zamierzają również pogłębić badanie komórek pobudzających, aby zrozumieć ich rolę w losie komórek hamujących.

Nowo odkryta zdolność do odtwarzania plastyczności mózgu w organioidach 3D otwiera nowe fronty badawcze dotyczące rozwoju mózgu, pojawienie się chorób neurologicznych i możliwych terapii przeprogramowania komórek przy użyciu własnych komórek pacjenta do regeneracji uszkodzonych części.