Rannsókn leiðir í ljós að mannsheilinn þróast úr tveimur aðskildum líffærum

Mannsheilinn er ekki það eina líffæri sem vísindamenn hafa lengi talið hann vera. Rannsókn sem birt var á föstudag í Nature Neuroscience af rannsóknarteymi undir forystu Stanford Medicine leiðir í ljós að heilinn þróast úr tveimur aðskildum stofnfrumuhópum, sem kollvarpar áratuga vísindalegri samstöðu um að einn forveri myndi allt líffærið.medicalxpress+1

Tvö kerfi, eitt líffæri

Ríkjandi líkan um heilaþroska gerði ráð fyrir að öll heilasvæði ættu rætur sínar að rekja til sameiginlegrar stofnfrumu snemma á fósturstigi. Nýja rannsóknin hrekur þá hugmynd. Með því að vinna með músafóstur á gastrulation stigi, þegar líkaminn tekur á sig mynd, greindi teymið tvo gagnkvæmt útilokandi stofnfrumuhópa. Annar, sem tjáir genið Otx2, er ætlaður til að verða framheili og miðheili, sem sjá um tungumál, meðvitund og óhlutbundna hugsun. Hinn, sem tjáir Gbx2, myndar afturheila, sem stjórnar öndun, hjartslætti, svefni og kyngingu.sciencealert+1

Hóparnir tveir skarast aldrei og DNA pökkun þeirra, þekkt sem litni, er grundvallarólík, sem læsir hverja frumugerð í sína þróunarbraut. Við höfum sýnt í fyrsta sinn að framhluti heilans kemur frá gjörólíkri stofnfrumu en afturhluti heilans, sagði Kyle Loh, dósent í þroskunarlíffræði við Stanford og aðalhöfundur rannsóknarinnar.medicalxpress+1

Vísindamennirnir staðfestu að mynstrið nær út fyrir mýs. Þeir fundu sömu tvíþættu uppbyggingu í kjúklingum, sebrafiskum, makákum og akornormum, tegundum sem eiga sameiginlegan forföður sem talinn er hafa lifað fyrir um 550 milljónum ára. Rannsókn okkar bendir til þess að þróunin hafi tekið tvö núverandi taugakerfi og þrýst þeim saman í rúmi, sagði Loh.sciencealert+1

Frá uppgötvun til sjúkdómarannsókna

Niðurstaðan leysir langvarandi ráðgátu á rannsóknarstofum. Vísindamenn hafa átt í erfiðleikum í áratugi með að rækta taugafrumur afturheila in vitro, líklega vegna þess að þeir byrjuðu með stofnfrumur sem ætlaðar voru framheila. Fyrri tilraunir til að búa til taugafrumur afturheila reyndu líklega að fá stofnfrumur framheila og miðheila til að verða að frumum afturheila, sem rannsókn okkar sýnir að er ekki mögulegt, sagði Rayyan Jokhai, meðhöfundur rannsóknarinnar.streamlinefeed+1

Með réttu upphafsefnin í höndunum tókst teyminu í fyrsta sinn að búa til virkar hreyfitaugafrumur úr mannsheila úr fjölhæfum stofnfrumum. Frumurnar sem ræktaðar voru á rannsóknarstofu sýndu rafvirknina og prótein sem einkenna afturheilasvæði sem stjórna andlits- og kyngingarvöðvum. Þessi getu opnar nýjar leiðir til að rannsaka sjúkdóma sem eyðileggja taugafrumur afturheila, þar á meðal vöðvarýrnun í mænu, sem er leiðandi erfðafræðileg dánarorsök barna yngri en eins árs, og amyotrophic lateral sclerosis.medicalxpress+1

Nú höfum við líkan til að skilja betur þessa hrikalegu sjúkdóma og vinna að endurnýjunarmeðferðum fyrir þá, sagði Jokhai. Þetta eru mjög spennandi ný landamæri í heilarannsóknum.medicalxpress