Активация нейральных стволовых клеток поможет мозгу восстановиться

Учёные из Университета Киото обнаружили два гена, Hes1 и Ascl1, которые отвечают за состояние покоя и активности взрослых нейральных стволовых клеток. При помощи управления экспрессией данных генов возможно «включать» спящие клетки для лечения множества неврологических заболеваний.

Организм человека обладает мощным механизмом восстановления. Однако лечение заболеваний мозга – непростая задача, поскольку его клетки, нейроны, имеют ограниченный регенеративный потенциал. Однако существует естественный резерв организма, который способен восстановить практически любой тип тканей — это стволовые клетки (СК).

Особенность нейральных стволовых клеток заключается в том, что с возрастом они, в основном, находятся в состоянии покоя, и им всё сложнее активироваться для восстановления повреждений. Несмотря на попытки использовать эти клетки для лечения неврологических травм, ученым до недавнего времени не удавалось расшифровать основной механизм их «сна».

В новой работе исследователи из Университета Киото (Kyoto University), изучающие химию мозга у мышей, обнаружили «приливы» и «отливы» экспрессии генов, которые могут активировать нейральные стволовые клетки. Полученные результаты, применимые также к стволовым клеткам в других частях тела, были опубликованы в журнале Genes & Development.

«Никто до нас не сравнивал напрямую активные стволовые клетки эмбрионов с неактивными, «покоящимися» взрослыми стволовыми клетками», — говорит руководитель группы Реитиро Кагеяма (Ryoichiro Kageyama).

Учёные пришли к выводу, что активация стволовых клеток регулируется как минимум двумя генами, а также ассоциированными с ними белками.

Команда сосредоточила свое внимание на белке Hes1, который активно экспрессируется в зрелых СК. В естественных условиях данный процесс подавляет продуцирование других белков, таких как Ascl1, небольшие количества которого периодически экспрессируются активными стволовыми клетками. Контролируя производство обоих белков, учёные со временем обнаружили, что активация стволовых клеток и последующее превращение их в нейроны носит волнообразный характер.

Когда исследователи нокаутировали (отключили) ген, необходимый для производства Hes1, клетки начали синтезировать большее количество Ascl1, который активировал практически все нейральные стволовые клетки.

«Ключевую роль играет то, что одни и те же гены отвечают как за активность, так и за состояние покоя данных стволовых клеток», — говорит Кагеяма. «Единственное отличие между ними – это динамика экспрессии. Лучшее понимание механизма регуляции данного процесса сможет помочь нам включить спящие клетки для лечения целого ряда неврологических расстройств».