UCLA-ի հետազոտությունը բացահայտել է, թե ինչպես են ուղեղի ցողունային բջիջները որոշում, թե որ նեյրոնները կառուցել

UCLA-ի երկու հետազոտությունները, որոնք հրապարակվել են հինգշաբթի Cell և Science ամսագրերում, բացահայտել են նյութափոխանակության և ֆիզիկական ազդանշանները, որոնք ուղղորդում են ռադիալ գլիաներին՝ այն ցողունային բջիջներին, որոնք պատասխանատու են մարդու ուղեղի կեղևի մեծ մասի կառուցման համար նախածննդյան զարգացման ընթացքում:newsroom.ucla+1

Նյութափոխանակությունը որպես որոշում կայացնող

Cell-ի ուսումնասիրությունը, որը ղեկավարել են համահեղինակներ Ջեսենյա Միլը և Խոսե Սոտոն, և իրականացվել է Ապարնա Բհադուրիի և Հիզեր Քրիստոֆկիի լաբորատորիաների համագործակցությամբ, քարտեզագրել է զարգացող մարդու կեղևի նյութափոխանակությունը՝ օգտագործելով նվիրաբերված հյուսվածքներ և ցողունային բջիջներից ստացված ուղեղի օրգանոիդներ: Հետազոտողները պարզել են, որ ռադիալ գլիաները մեծապես կախված են պենտոզա-ֆոսֆատային ուղուց՝ մի գործընթաց, որը գլյուկոզան վերածում է արագ բաժանվող բջիջների համար անհրաժեշտ նյութերի:sciencedaily+1

Երբ թիմը նվազեցրել է գլյուկոզայի հասանելիությունը կամ խափանել այդ ուղին, ցողունային բջիջները փոխել են իրենց արտադրանքը՝ առաջացնելով ավելի շատ արգելակիչ նեյրոններ և բջջային տեսակներ, որոնք սովորաբար հայտնվում են զարգացման ավելի ուշ փուլերում:newsroom.ucla+1

"Զարմանալին այն է, որ նյութափոխանակությունը պարզապես պասիվ բան չէ, որը տեղի է ունենում ֆոնին", — ասել է UCLA-ի Դեյվիդ Գեֆենի բժշկական դպրոցի կենսաբանական քիմիայի ասիստենտ-պրոֆեսոր Բհադուրին համալսարանի մամուլի հաղորդագրության մեջ: "Այն իսկապես կարող է վերահսկել, թե ինչպես են ցողունային բջիջները որոշումներ կայացնում":newsroom.ucla

Ֆիզիկական ազդանշան ուղեղի խորքից

Science-ի ուսումնասիրությունը, որը ղեկավարել է առաջին հեղինակ Կլաուդիա Նգուենը, ուսումնասիրել է թալամուսից եկող ազդանշանները՝ ուղեղի խորքային կառուցվածք, որը տեղեկատվությունը փոխանցում է ամբողջ նյարդային համակարգով: Օգտագործելով ուղեղի "ասեմբլոիդներ"՝ մարդու ցողունային բջիջներից աճեցված թալամուսային և կեղևային միաձուլված օրգանոիդներ, թիմը պարզել է, որ թալամուսից եկող պրոյեկցիաները ուղղակի ֆիզիկական շփման մեջ են մտնում ռադիալ գլիաների հետ շատ ավելի վաղ, քան գիտնականները ակնկալում էին:scitechpulse+1

Այդ շփումը դրդել է ցողունային բջիջներին արտադրել ավելի շատ գրգռիչ նեյրոններ, հատկապես վերին շերտի նեյրոնները, որոնք մարդկանց մոտ առավել ընդլայնված են այլ տեսակների համեմատ: Հետազոտողները այս փոխազդեցությունը հետագծել են NRXN1 գենին, որն արդեն իսկ կապված է աուտիզմի սպեկտրի խանգարման հետ: Երբ ասեմբլոիդները կառուցվել են NRXN1 մուտացիա կրող հիվանդներից ստացված բջիջներից, փոփոխված թալամուսային ազդանշանները խախտել են հավասարակշռությունը ցողունային բջիջների և դրանց կողմից առաջացած նեյրոնների միջև:newsroom.ucla+2

Հետևանքները հիվանդությունների և զարգացման համար

Ընդհանուր առմամբ, ուսումնասիրությունները ցույց են տալիս, որ զարգացող ուղեղը ձևավորվում է ցողունային բջիջների և նրանց միջավայրի միջև մշտական հաղորդակցության միջոցով՝ թե՛ սննդային, թե՛ կառուցվածքային առումով: Նյութափոխանակության բացահայտումները կարող են օգնել գիտնականներին հասկանալ, թե ինչպես են մայրական սնուցումը և նյութափոխանակության խանգարումները ազդում ուղեղի ձևավորման վրա, մինչդեռ թալամուսային շփման աշխատանքը բացում է հնարավոր ուղի հետազոտելու համար, թե ինչպես են վաղ խափանումները նպաստում նեյրոզարգացման պայմաններին:newsroom.ucla+1

"Ռադիալ գլիաները ամենահիանալի բջիջներն են, որոնք երբևէ գոյություն են ունեցել", — ասել է Բհադուրին: "Դրանք իսկապես առանցքային են մեզ մարդ դարձնելու համար: Բայց դրանք նաև գտնվում են բազմաթիվ նեյրոզարգացման և նեյրոհոգեբուժական խանգարումների, ինչպես նաև քաղցկեղի կենտրոնում":scitechpulse+1