проверени факти рецензирана публикација
доверлив извор
лекторирани
by Pasteur Institute
Повеќе од сто години по откривањето на невронот од страна на невроанатомистот Сантијаго Рамон и Кахал, научниците продолжуваат да го продлабочуваат своето знаење за мозокот и неговиот развој.
Во публикација во Science Advances на 5 април, тим од Институтот Пастер и CNRS, во соработка со Универзитетот Харвард, открија нови сознанија за тоа како клетките во надворешните слоеви на мозокот комуницираат веднаш по раѓањето за време на формирањето на малиот мозок, регион на мозокот кон задниот дел на черепот.
Научниците демонстрираа нов тип на врска помеѓу нервните прекурсорски клетки преку наноцевки, дури и пред формирањето на синапсите, конвенционалните спојки меѓу невроните.
Во 2009 година, тимот на Кјара Зурзоло (Единица за сообраќај и патогенеза на мембраните во Институтот Пастер) идентификуваше нов механизам за директна комуникација помеѓу невронските клетки во културата преку наноскопски тунели, познати како наноцевки за тунелирање. Тие се вклучени во ширењето на различни токсични протеини кои се акумулираат во мозокот за време на невродегенеративни болести. Затоа, наноцевките може да бидат соодветна цел за лекување на овие болести или канцери, каде што се исто така присутни.
Во оваа нова студија, истражувачите открија наноскопски тунели кои ги поврзуваат клетките прекурзори во мозокот, поконкретно малиот мозок – област која се развива по раѓањето и е важна за правење постурални прилагодувања за одржување на рамнотежа – додека созреваат во неврони.
Овие тунели, иако се слични по големина, се разликуваат по форма од еден до друг: некои содржат гранки додека други не, некои се обвиени со клетките што ги поврзуваат додека други се изложени на нивната локална средина. Авторите веруваат дека овие меѓуклеточни врски (ICs) може да овозможат размена на молекули кои им помагаат на предневронските клетки физички да мигрираат низ различни слоеви и да стигнат до нивната крајна дестинација како што се развива мозокот.
Интригантно е што ИЦ споделуваат анатомски сличности со мостовите формирани кога клетките завршуваат со делбата. „ИЦ би можеле да произлезат од клеточната делба, но опстојуваат за време на миграцијата на клетките, така што оваа студија може да фрли светлина врз механизмите кои овозможуваат координација помеѓу клеточната делба и миграцијата вмешани во развојот на мозокот. клетки надвор од вообичаените синаптички врски, што претставува револуција во нашето разбирање за поврзаноста на мозокот. Покажуваме дека не постојат само синапси кои овозможуваат комуникација помеѓу клетките во мозокот, има и наноцевки“, вели д-р Зурзоло, постар автор и раководител на Одделение за сообраќај и патогенеза на мембрани (Institut Pasteur/CNRS).
Кредит: Институт Пастер
За да ги постигнат овие откритија, истражувачите користеа метод на тродимензионална (3Д) електронска микроскопија и мозочни клетки од модели на глувци за да проучат како регионите на мозокот комуницираат меѓу себе. Така може да се реконструираат мапи на невронски мрежи со многу висока резолуција. 3Д волуменот на малиот мозок произведен и користен за студијата содржи над 2.000 клетки.
„Ако навистина сакате да разберете како клетките се однесуваат во тродимензионално опкружување и да ја мапирате локацијата и дистрибуцијата на овие тунели, треба да реконструирате цел екосистем на мозокот, кој бара извонреден напор со дваесет или повеќе луѓе вклучени над 4. години“, вели првиот автор на статијата Диего Кордеро.
За да се справат со предизвиците за работа со широкиот опсег на типови на клетки што ги содржи мозокот, авторите користеле алатка за вештачка интелигенција за автоматско разликување на кортикалните слоеви. Понатаму, тие развија програма со отворен код наречена CellWalker за да ги карактеризира морфолошките карактеристики на 3D сегментите. Ткивниот блок беше реконструиран од сликите на делот од мозокот. Оваа програма што е бесплатна достапна ќе им овозможи на научниците брзо и лесно да ги анализираат сложените анатомски информации вградени во овие типови слики со микроскоп.
Следниот чекор ќе биде да се идентификува биолошката функција на овие клеточни тунели за да се разбере нивната улога во развојот на централниот нервен систем и во другите региони на мозокот, како и нивната функција во комуникацијата помеѓу мозочните клетки кај невродегенеративните болести и канцери. Развиените компјутерски алатки ќе им бидат достапни на другите истражувачки тимови ширум светот.
Повеќе информации:
Диего Кордеро Сервантес и сор., 3Д реконструкцијата на церебеларниот герминален слој открива тунелирање врски помеѓу развојните грануларни клетки, Science Advances (2023). DOI: 10.1126/sciadv.adf3471
CellWalker: github.com/pollardlab/CellWalker.
