Кровеносные сосуды указывают мозгу, как развиваться

(нервно-сосудистое взаимодействие в головном мозге)

Деятельность и гомеостаз головного мозга основываются на взаимодействии между формирующими его нейронными сетями. Следовательно, развитие различных групп клеток в мозге нуждается во временной и пространственной координации. Исследование на эту тему проводила профессор Ампаро Акер-Палмер (Amparo Acker-Palmer) и ее команда из Франкфуртского университета.

Кровеносные сосуды в головном мозге необходимы для снабжения нейронов и глиальных клеток кислородом и питательными веществами. «В течение нескольких лет нам уже было известно, что сосудистая и нервная системы имеют очень схожие принципы в своей деятельности и развитии. Поэтому мы сделали предположение, что подобная общность принципов нужна для обеспечения синхронности совместного развития обеих систем и их взаимодействия друг с другом, что, в свою очередь, необходимо для нормальной деятельности головного мозга», - объясняет Акер-Палмер.

Для изучения взаимодействия кровеносных сосудов и нейронов команда Акер-Палмер сосредоточилась на разных аспектах нейро-сосудистого развития. Во-первых, они исследовали важные молекулы для роста сосудов. Они открыли, что молекула рилин, ранее известная своим влиянием на миграцию нейронов, способна независимо воздействовать и на рост сосудов, используя очень похожий сигнальный механизм, активирующий ApoER2 рецептор и белок Dab1, представленные в клетках эндотелия (клетках, выстилающих внутреннюю поверхность сосудов).

Кора головного мозга является очень важной структурой. Она играет ключевую роль во всех базовых функциях, таких как память, внимание, восприятие, язык и сознание. Нейроны в коре головного мозга расположены слоями (каждый слой характеризуется преобладанием какого-либо одного вида клеток), и эта их структурная организация устанавливается во время эмбрионального развития. «Мы решили полностью устранить сигнальный каскад рилина в клетках эндотелия (сосудов) и посмотреть, как это повлияет на расположение нейронов и глиальных клеток в коре головного мозга», - сказала Акер-Палмер. Используя этот метод, ученые сделали удивительное открытие - эндотелиальные клетки указывают нейронам, как им правильно размещаться в коре головного мозга. Исследователи смогли показать, что клетки эндотелия выделяют ламинины, которые оседают в окружающем сосуды внеклеточном матриксе, чтобы должным образом обеспечить фиксацию волокн глиальных клеток, что необходимо для надлежащей миграции нейронов и для нормального развития коры головного мозга.

В сформировавшемся головном мозге глиальные клетки также обволакивают кровеносные капилляры и предотвращают поступление вредных веществ из кровеносного русла в мозг. Это явление известно как гематоэнцефалический барьер, который является важнейшей структурой головного мозга для поддержания гомеостаза. Акер-Палмер и ее команда также показали, что эндотелиальные клетки в коре головного мозга используют для организации миграции нейронов те же сигнальные каскады, что и для установления коммуникаций в гематоэнцефалическом барьере.

Источник: Goethe University Frankfurt

Источник: www.sciencedaily.com

Комментарии: