нейропоэз
Нейропоэз — это процесс, посредством которого нервные стволовые клетки дифференцируются с образованием зрелых нейронов , астроцитов и олигодендроцитов у взрослых млекопитающих. Этот процесс также называют взрослым нейрогенезом .
История
[ редактировать ]Хотя было известно, что быстрый нейрогенез происходит на ранних стадиях жизни, считалось, что производство и дифференцировка нервных стволовых клеток прекращается по мере взросления. Это убеждение было опровергнуто в 1960-х годах работой Джозефа Альтмана. [1] Использование инъекций тимидина-Н 3 Чтобы пометить ядра делящихся клеток, Альтман смог использовать авторадиографию для определения даты рождения нейронов для каждой клетки в мозгу крысы. Это исследование выявило некоторую степень нейрогенеза у взрослых в гиппокампе и обонятельной луковице крыс и проложило путь к возможности нейропоэза в мозгу взрослых млекопитающих.
Следуя работе Альтмана, тимидин-H 3 инъекции использовались для исследования мозга множества других видов. В конце 1970-х годов Стивен Голдман использовал эту технику для исследования центров голосового контроля певчих птиц и обнаружил широко распространенные доказательства нейрогенеза взрослых особей в этой области мозга канарейки. [2] [3] Последующие исследования Голдмана и других выявили точные механизмы дифференцировки и миграции нейрональных клеток у взрослых певчих птиц и, наряду с исследованиями, проведенными на рыбах и других видах, заложили основу для изучения нейропоэза у людей. [3]
Нейропоэтические области головного мозга человека
[ редактировать ]Наиболее известными начальными участками нейропоэза, заканчивающимися нейронами у взрослых, являются зона (СВЗ), тонкий слой клеток непосредственно под поверхностью боковых желудочков головного мозга и зубчатая извилина гиппокампа субвентрикулярная . Известно, что нейрональные клетки-предшественники в SVZ человека дают потомство, которое затем может производить глиальные клетки или даже мигрировать и формировать новые нейроны в определенных областях, таких как обонятельная луковица млекопитающих . [3] [4]
Механизмы нейропоэза
[ редактировать ]Хотя точные химические сигнальные пути, регулирующие нейропоэз, до сих пор плохо изучены, в последнее время в этой области произошли некоторые успехи. Гематопоэз , дифференцировка стволовых клеток костного мозга с образованием клеток крови, является сравнительно хорошо изученным явлением, и изучение кроветворения дало некоторое представление о механизмах нейропоэза. [5] [6] Некоторые гены развития (например, Notch, Delta, нейрогенин, нейрегулин, OCT, пресенилин), факторы роста (например, эпидермальный фактор роста, NGF, мозговой нейротрофический фактор ) и белки внеклеточного матрикса (например, тенасцин, CD34) связаны с механизмами нейропоэза. [5] [6] [7] Многие из этих факторов первоначально были идентифицированы как участвующие в кроветворении, но с тех пор были обнаружены в нейропоэтических клетках СВЗ . [5] [6] [8] [9]
Исследовательские приложения
[ редактировать ]Хотя до полного понимания нейропоэза еще далеко, у этих исследований есть множество применений. Полное понимание механизмов нейронной дифференцировки и пролиферации может оказаться решающим для лечения нейродегенеративных заболеваний . С этой целью многие исследователи пытаются контролировать дифференцировку и пролиферацию нервных стволовых клеток in vivo , изменяя экспрессию ключевых генов, таких как пресенилины и путь звукового ежа. [8] [9] [10] [11]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Джозеф, Альтман; Дас, Г.Д. (1965). «Ауторадиографические и гистологические данные постнатального нейрогенеза гиппокампа у крыс». Журнал сравнительной неврологии . 124 (3): 319–35. дои : 10.1002/cne.901240303 . ПМИД 5861717 . S2CID 14121873 .
- ^ Голдман, Стивен; Ф. Ноттебом (1983). «Производство, миграция и дифференцировка нейронов в ядре голосового контроля мозга взрослой самки канарейки» . Труды Национальной академии наук . 80 (8): 2390–2394. дои : 10.1073/pnas.80.8.2390 . ПМЦ 393826 . ПМИД 6572982 .
- ^ Jump up to: а б с Голдман, Стивен (1999). «Взрослый нейрогенез: от канареек до клиники». Журнал нейробиологии . 36 (2): 267–286. doi : 10.1002/(SICI)1097-4695(199808)36:2<267::AID-NEU12>3.0.CO;2-B . ПМИД 9712309 .
- ^ Шеффлер, Бьёрн; Ной Уолтон; Дин Лин; Катрин Гетц; Григорий Ениколопов; Стив Ропер; Деннис Стейндлер (2005). «Фенотипическая и функциональная характеристика нейропоэза головного мозга взрослых» . ПНАС . 102 (26): 9353–9358. дои : 10.1073/pnas.0503965102 . ПМЦ 1150897 . ПМИД 15961540 .
- ^ Jump up to: а б с Шеффлер, Бьёрн; Мейер Хорн; Ингмар Блюмке; Эрик Лэйвелл; Дебра Кумс; Валерий Кукеков; Деннис Стейндлер (1999). «Мозговой разум: взгляд на нейропоэз». Тенденции в нейронауках . 22 (8): 348–357. дои : 10.1016/S0166-2236(99)01416-2 . ПМИД 10407420 . S2CID 6979065 .
- ^ Jump up to: а б с А.В., Терскит; М Пасха; Л Ли; L Капюшон; Х. Корнблюм; Д. Гешвинд; Я Вайсман (2002). «От кроветворения к нейропоэзу: свидетельства перекрытия генетических программ» . Журнал нейрохимии . 81 (14): 7934–7939. дои : 10.1046/j.1471-4159.81.s1.105.x . ПМК 35446 . ПМИД 11438738 .
- ^ Теодору, Э; Дж. Даламбер; C Хеффельфингер; Е Белый; С. Вайсман; Л. Коркоран; М. Снайдер (2009). «Обратное поле. Высокопроизводительный скрининг эмбриональных стволовых клеток идентифицирует Oct-2 как бифункциональный регулятор дифференцировки нейронов» . Гены и развитие . 23 (5): 575–588. дои : 10.1101/gad.1772509 . ПМЦ 2658525 . ПМИД 19270158 .
- ^ Jump up to: а б Вэнь Шу; Ли Хун; Лю Цзя (2009). «Эпигенетические основы определения судьбы нейронов». Прогресс нейробиологии . 87 (2): 98–117. дои : 10.1016/j.pneurobio.2008.10.002 . ПМИД 19007844 . S2CID 207406250 .
- ^ Jump up to: а б Ким, Вайоминг; Дж Шен (2008). «Пресенилины необходимы для поддержания нервных стволовых клеток в развивающемся мозге» . Молекулярная нейродегенерация . 3 :2. дои : 10.1186/1750-1326-3-2 . ПМК 2235867 . ПМИД 18182109 .
- ^ Парк, Айдахо; Р Чжао; Запад; Ябуучи; Х Хо; Инс Т; П Леру; М. Ленш; Дж. Дейли (2008). «Перепрограммирование соматических клеток человека до плюрипотентности с определенными факторами». Природа . 451 (7175): 141–6. дои : 10.1038/nature06534 . ПМИД 18157115 . S2CID 4380451 .
- ^ Порайетт, П; М. Гальего; М Кальчева; Р. Боуэн; С. Метал; К. Этвуд (2009). «Дифференциальный процессинг белка-предшественника бета-амилоида направляет пролиферацию и дифференцировку эмбриональных стволовых клеток человека в нейрональные клетки-предшественники» . Журнал биологической химии . 284 (35): 23806–23817. дои : 10.1074/jbc.M109.026328 . ПМК 2749153 . ПМИД 19542221 .
