Гены, позволяющие миногам восстанавливать поврежденный спинной мозг, нашлись и у людей

У млекопитающих травма позвоночника с разрывом спинного мозга означает потерю моторных функций, а иногда полный паралич. Некоторым другим позвоночным повезло больше: у миног (Petromyzontiformes), например, сломанный позвоночник самопроизвольно срастается, а нейроны, проходящие через него, восстанавливают связи друг с другом; в результате рыба вновь обретает утерянную подвижность.

Исследователи из нескольких американских университетов решили выяснить, какие белки помогают восстановлению поврежденного позвоночника миноги и какие гены кодируют эти белки. Ученые рассчитывали, что подобные гены найдутся и у человека; несмотря на то, что общий предок человека и миноги жил 550 миллионов лет назад, у нас с рыбами отряда Petromyzontiformes очень схожие нервные системы.

Ученые ломали рыбам спины и в течение периода восстановления (12 недель) брали пробы тканей вокруг места травмы и в мозге рыб, а затем секвенировали РНК, определяя, какие гены экспрессируются в клетках тела миноги во время регенерации тканей.

Выяснилось, что травма активировала ряд генов, обычно малоактивных в нейронах головного мозга и в клетках спинного мозга. Среди них оказались гены, кодирующие те же белки, которые отвечают за восстановление нейронов периферической нервной системы у млекопитающих (Atf3, Jun), а также гены, регулирующие рост аксонов и соединительной ткани.

Часть генов, «включенных» травмой спины, кодирует белки сигнального пути Wnt, регулирующего эмбриональное развитие и дифференцировку стволовых клеток. Введя в кровь миног ингибитор сигнального пути Wnt, ученые замедлили регенерацию спинного мозга и подтвердили, что этот сигнальный путь особенно важен для восстановления разорванных нервных клеток. Сигнальный путь Wnt у миног и у людей практически одинаков – это позволяет надеяться на то, что, изучив регенерацию у миног, ученые смогут предложить новые методы лечения травм спинного мозга у людей.

Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports.