"Конвейер" ГАМКергических нейронов

"Конвейер" ГАМКергических нейронов.

ГАМКергические нейроны являются важным компонентом нейронных сетей мозга. Они необходимы для установления баланса между возбуждением и торможением, и считается, что эти нейроны играют значительную роль в развитии определенных нарушений работы мозга: психических расстройств и расстройств развития.

Несомненно, научное сообщество нуждается в устойчивом источнике ГАМКергических нейронов для более глубокого изучения их физиологии и патологии. Однако до сих пор такого источника не существовало. Разработанные протоколы состояли из большого количества этапов, и для получения очень неоднородной популяции клеток (многие из них даже не были нейронами) требовалось не менее 30 недель.

В статье, опубликованной в Cell, авторы утверждают, что им удалось разработать простой, эффективный и быстрый протокол получения ГАМКергических нейронов. Их открытие основано на предыдущих наблюдениях: экспозиция стволовых клеток к различным эпигенетическим факторам приводит к формированию различных субпопуляций нейронов.

Сначала ученые определили, какие молекулы запускают дифференцировку в направлении ГАМКергических нейронов. Для этого они изучили профиль экспрессии факторов транскрипции в области мозга, известной как медиальный ганглионарный бугорок. Область выбрана не случайно: предыдущие исследования показали, что именно здесь предшественники нейронов дифференцируются в ГАМКергические нейроны и впоследствии мигрируют в неокортекс. В результате команда выделила четыре фактора транскрипции: ASCL1, DLX2, NKX2.1 и LHX6. После этого исследователи заставили плюрипотентные клетки выделять эти факторы транскрипции и с помощью нескольких тестов убедились, что большинство из них успешно дифференцировались в ГАМКергические нейроны.

По данным статьи, при использовании указанной смеси факторов транскрипции в течение 6-8 недель более 80% стволовых клеток дифференцируются в ГАМкергические нейроны. Они обладают молекулярными и функциональными характеристиками таких нейронов, успешно внедряются в нейронные сети подопытных мышей, а также проявляют свои свойства в нейронных сетях in vitro.

Представленный метод имеет множество преимуществ перед другими доступными на сегодня методами получения ГАМКергических нейронов: он быстрее, проще и значительно эффективнее. Так как удобные способы получения возбуждающих нейронов уже известны, открытие позволит ученым относительно легко создавать полноценные нейронные сети из возбуждающих и тормозных нейронов и изучать их работу, а так же изучать морфологию ГАМкергических нейронов, их нормальную и патологическую функции, искать новые фармакологические мишени и многое другое.

На картинке представлена краткая схема открытия.

hPSCs - человеческие плюрипотентные стволовые клетки, iGNs - ГАМКергические нейроны, iEN - возбуждающие нейроны, GABA - ГАМК.

Источник: http://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(16)30953-6

Комментарии: