Медленное деление стволовых клеток приводит к микроцефалии
Исследователям из университета Дюка (Duke University, США) удалось открыть одну из основных причин нарушения развития мозга, приводящую к микроцефалии. Некоторые стволовые клетки мозга медленнее, чем при нормальном развитии, производят нейроны. Полученные результаты, опубликованные 7 января в журнале Neuron, не только помогут понять механизм развития микроцефалии, но также прольют свет на другие неврологические расстройства, такие как, например, аутизм.
Микроцефалия — достаточно редкое заболевание, которое приводит к умственной недостаточности, поражению моторики и судорогам. Генетическая форма заболевания проявляется ещё при внутриутробном развитии плода – повреждается кора головного мозга, отвечающая за абстрактное мышление, память, речь.
В 2010 году группа учёных из университета Дюка под руководством профессора Дебры Силвер (Debra Silver) обнаружила, что у мышей, у которых отсутствовала одна копия гена Magoh, развивался мозг, аномально малого размера, напоминающий генетическую микроцефалию человека. Тогда исследователи не смогли найти причину данного явления.
Учёные обратили внимание на нервные стволовые клетки, которые при делении могут образовывать, как новые стволовые клетки, так и нейроны. В 2010 году исследование показало, что количество нервных стволовых клеток не соответствует количеству продуцируемых нейронов в головном мозге с отсутствием гена Magoh.
Учёные выдвинули предположение, что время, требуемое для деления одной клетки — процесса, называемого митозом, и лежит в основе данного несоответствия. Известно, что другие гены, влияющие на появление микроцефалии, контролируют митоз, но как сбои митотического деления приводят к заболеванию, оставалось невыясненным.
В новом исследовании команда Силвер обнаружила, у трансгенных мышей, дефицитных по гену Magoh, около 30% стволовых клеток делились в два-три раза дольше обычного.
Учёные, наблюдавшие за данным процессом в реальном времени с использованием передовых методов визуализации, были удивлены тем, что «медленные» стволовые клетки дифференцируются преимущественно в нейроны, гибнущие в скором времени.
«Данная комбинация помогает объяснить причины микроцефалии. С одной стороны, недостаточное производство новых стволовых клеток приводит к недостатку производства нейронов головного мозга. С другой стороны, некоторое количество нейронов всё же создаётся, однако многие из них погибают», — говорит Силвер.
Группа Силвер наблюдала аналогичные результаты (преждевременная дифференцировка и гибель) при воздействии двумя различными препаратами на митоз у генетически нормальных мышей. Исследования показали, что и дифференциация, и гибель напрямую зависят от «медленных» стволовых клеток.Белок Magoh играет роль переключателя экспрессии многих других важных генов, но он не работает в одиночку. Предыдущие исследования показали, что белки-партнёры Magoh также участвуют в регуляции генов при других неврологических расстройствах. Команда из университета Дюка планирует провести полномасштабное исследование других путей генетического влияния, запускающих механизм создания нейронов из «медленных» стволовых клеток.
