Вчені визначають ключовий фактор відновлення мієліну

Нове дослідження вчених Інституту нейронаук Ву Цая Стенфордського університету виявило ключовий фактор мієлінізації, утворення захисних жирових оболонок навколо нервових волокон.

Мієлінізація має важливе значення для швидкої передачі електричних сигналів у мозку, сприяючи всьому – від руху до думки. Порушення або втрата цієї мієлінової оболонки, як це спостерігається при таких станах, як розсіяний склероз та інші нейродегенеративні захворювання, призводить до значних когнітивних і фізичних порушень.

Нові відкриття схвилювали дослідників щодо потенціалу нових шляхів лікування для відновлення цих ізоляційних оболонок у пацієнтів з демієлінізуючими розладами.

Дослідження було опубліковано 14 березня 2024 року в Proceedings of the National Academy of Sciences. Його очолювали міждисциплінарні постдокторські вчені Інституту нейронаук Ву Цая Таль Ірам і Мігель Гарсія, а курував член Інституту Дж. Бредлі Зучеро, доцент кафедри нейрохірургії.

ПЕРЕХОДЖЕННЯ SRFing: структурний ген SRF є критичним для утворення мієліну

Дослідження зосереджено на SRF (скорочення від «сироватковий фактор відповіді»), факторі транскрипції, який раніше був відомий своєю роллю в різних клітинних процесах, але не повністю вивчений у контексті мієлінізації.

За допомогою складних методів генетичної та молекулярної біології, включаючи аналіз ChIP-seq і RNA-seq, дослідницька група визначила SRF як основний регулятор генів, залучених до клітинної структури олігодендроцитів — гліальних клітин, відповідальних за мієлінізацію нервових волокон у головному та спинному мозку.

Щоб утворити мієлін, олігодендроцити обертають нервові волокна сотнями шарів власної жирової клітинної мембрани, розширюючи при цьому в 25-50 тисяч разів свою початкову площу поверхні. Ця унікальна здатність залежить від повної реорганізації структурних каркасів клітин, зокрема актинових ниток, які мають вирішальне значення для структури та руху клітин.

«Клітинний механізм, необхідний для формування цих складних процесів мієлінізації та живлення цієї складної клітини, неймовірний», — сказав Ірам.

Neurology Thursday повернулись! Перегляньте записи заходів, що завершились та не забудьте зареєструватись на ті, що ще будуть!

Щоб зрозуміти роль SRF у формуванні мієліну, команда створила «нокаутні» моделі — гризунів, у яких відсутній SRF в олігодендроцитах їх мозку. У цих тварин без SRF дослідники спостерігали різке зниження рівня актинових ниток на ранніх стадіях диференціювання клітин. Цей дефіцит перешкоджав здатності клітин утворювати мієлінову оболонку навколо аксонів.

Дослідники також були здивовані, виявивши, що втрата SRF викликала генний підпис, який раніше асоціювався зі старінням і нейродегенеративними захворюваннями, такими як хвороба Альцгеймера.

«Найбільш несподіваною знахідкою було те, що SRF, здається, пригнічує транскрипційний підпис, пов’язаний із захворюванням», — сказав Ірам.

Це спостереження пов’язує нові висновки з нещодавнім відкриттям Айрама про те, що рівні SRF олігодендроцитів у мишей знижуються з віком і що вливання спинномозкової рідини молодих мишей у літніх тварин може підвищити активацію SRF і збірку актину до більш молодих рівнів.

«Ми вважаємо, що миша-нокаут SRF може імітувати те, що відбувається в старому мозку, де ми бачимо менше SRF в олігодендроцитах», — пояснив Ірам.

Дослідження можуть призвести до нових методів лікування

Це дослідження не тільки покращує фундаментальне розуміння вченими того, як мієлін утворюється в мозку, що розвивається, і зберігає свою цілісність у дорослому віці, але також припускає, що націлювання на шлях гена SRF може бути багатонадійним підходом до лікування пов’язаних з мієліном розладів.

Підвищуючи активність SRF, припускають дослідники, вчені зможуть сприяти мієлінізації, захистити її від деградації або навіть відновити її в контексті старіння та неврологічних захворювань.

«Є ще багато речей, які ми не розуміємо про механізми репресії та про те, які функціональні ролі цих генів, пов’язаних із захворюваннями чи старінням», — сказала Ірам, яка зараз займається цими питаннями у власній лабораторії наук в Інституті Вейцмана у Тель-Авіві.

ДЖЕРЕЛО https://medicalxpress.com