Структура и функции кончиков мигрирующих нейронов остаются неясными. Исследовательская группа обнаружила, что конус роста, экспрессирующий PTPσ, ощущает внеклеточный матрикс и управляет миграцией нейронов в поврежденном мозге, что приводит к функциональному восстановлению.
Полные результаты исследования опубликованы в статье под названием «Идентификация конуса роста как зонда и движущей силы миграции нейронов в поврежденном мозге » в журнале Nature Communications .
Нейральные стволовые клетки присутствуют в постнатальном мозге млекопитающих и производят новые нейроны. Новые нейроны мигрируют к поврежденным местам, и содействие миграции нейронов приводит к функциональному восстановлению после травмы головного мозга. Тем не менее, существует ингибирующий эффект на миграцию нейронов в поврежденных участках, механизмы которого необходимо выяснить, чтобы улучшить рекрутирование новых нейронов в поврежденных участках и, таким образом, ускорить восстановление после травмы головного мозга.
Мигрирующие нейроны имеют на кончиках структуру, подобную конусу роста аксонов, но роль этой структуры в миграции нейронов до конца не изучена.
Группа, возглавляемая Кадзунобу Савамото, профессором Городского университета Нагои и Национального института физиологических наук, а также Чикако Накадзима и Масато Савада, сосредоточилась на выяснении функции конусообразной структуры мигрирующих нейронов мозга мыши. Исследователи использовали микроскопию сверхвысокого разрешения для изучения динамики цитоскелета и молекулярных особенностей кончиков нейронов.
Они показали, что структура кончика имеет общие важные функции с конусами роста аксонов. Короче говоря, конус роста культивируемых мигрирующих нейронов реагирует на внешние сигналы через сигма-рецептор тирозинфосфатазы (PTPσ), определяя направление миграции и инициируя движение их клеточного тела.
Конус роста реагирует на хондроитинсульфат (CS) посредством PTPσ и разрушается, что приводит к ингибированию миграции нейронов. В присутствии CS конусы роста могут вернуться к своей расширенной морфологии при взаимодействии с гепарансульфатом (HS), тем самым возобновляя миграцию нейронов.
«Чтобы выяснить, может ли влияние HS на реверсию ингибирующего эффекта CS способствовать миграции нейронов в поврежденном мозге, было необходимо применить биоматериал, содержащий HS, к поврежденному мозгу, богатому CS», — сказал Савамото.
Затем они использовали нетканый материал из желатиновых волокон, содержащий HS, биоматериал, который обеспечивает структурные каркасы для клеток, таких как мигрирующие нейроны. Они показали, что наложенные HS-содержащие волокна способствуют расширению конусов роста и миграции нейронов в поврежденном мозге.
Кроме того, имплантация желатиновой ткани, обогащенной HS, способствовала регенерации зрелых нейронов и восстановлению неврологических функций.
Эти результаты позволяют предположить, что выяснение молекулярных механизмов взаимодействия ростовых конусов с локальной внеклеточной средой может позволить разработать новые технологии регенерации, основанные на стимулировании миграции нейронов.
Недавние исследования других групп показали, что старение изменяет физические свойства внеклеточного матрикса мозга , включая CSPG.
«Учитывая, что конус роста мигрирующих нейронов служит праймером для миграции нейронов в тормозящих внеклеточных условиях, необходимо дополнительно изучить, применимо ли также лечение, опосредованное конусом роста, для рекрутирования новых нейронов из эндогенного источника в поврежденные участки». старые мозги», — сказал Накадзима.
