Нервные стволовые клетки менее пластичны, чем считалось

Ученые из University of California, San Francisco, открыли, что взрослые нервные стволовые клетки, существующие в головном мозге в течение всей жизни, не составляют единую гомогенную популяцию. Как выяснилось, они представлены несколькими группами клеток, способных дифференцироваться в определенные типы нейронов, специфичные для каждой группы. Это открытие может найти применение в разработке методов клеточной терапии различных неврологических заболеваний, так как для лечения каждого из них требуются нервные клетки определенных типов (например, дофаминэргические нейроны для лечения болезни Паркинсона).

Взрослые нервные стволовые клетки (НСК) дифференцируются в три основных типа клеток нервной ткани – астроциты, олигодендроциты и нейроны. НСК локализуются главным образом в двух районах головного мозга – в субвентрикулярной зоне и в гиппокампе. Уже достаточно давно известно, что во время эмбрионального развития мозга из НСК образуются определенные типы нейронов в зависимости от места расположения НСК; в полностью сформированном взрослом головном мозге НСК также способны дифференцироваться в нейроны различных типов. Однако до сих пор не было понятно, происходит это благодаря пластичности однородных НСК, или они представлены несколькими популяциями разнородных клеток-предшественников.

Целью данного исследования, выполненного на мышах, было установить, однородны ли НСК в различных областях субвентрикулярной зоны. Она была разделена на 15 регионов, судьбу НСК из которых ученым удалось проследить. Оказалось, что клетки из каждого региона продуцируют строго определенный подтип интернейронов обонятельной зоны. Кроме того, не удалось изменить «спецификацию» НСК – даже если их переместить в другой регион субвентрикулярной зоны, они продолжают дифференцироваться все в тот же подтип интернейронов. То же самое происходило и при выращивании таких НСК в культуре.

Результаты этого исследования говорят о том, что хотя взрослые НСК головного мозга могут производить три типа клеток нервной ткани – астроциты, олингодендроциты и нейроны, - они запрограммированы на дифференцировку в нейроны строго определенного подтипа. Таким образом, приходится отказаться от представления, что из любых НСК можно получить любой вид нейронов. Это достижимо, только если удастся найти способ генетически репрограммировать эти клетки. Сравнивая генетические профили НСК из различных регионов мозга, продуцирующих различные типы нейронов, возможно, удастся определить, какие гены отвечают за производство нейронов каждого типа. Теоретически можно активировать эти гены в культуре эмбриональных стволовых клеток и получить нужный тип нейронов.

Следующим этапом работы этой группы ученых будет проверить, приложимы ли полученные на мышах результаты к человеку. Если человеческие НСК так же гетерогенны, то для успеха клеточной терапии неврологических заболеваний необходимо будет найти области мозга, откуда можно будет взять некоторое количество НСК, запрограммированных на дифференцировку в определенный тип нейронов, размножить их в культуре и снова ввести пациентам.

Материалы исследования представлены в статье Merkle FT, Mirzadeh Z, Alvarez-Buylla A. Mosaic Organization of Neural Stem Cells in the Adult Brain. Science. 2007 Jul 5; [Epub ahead of print]

По материалам Science Daily

Источник: www.cmbt.su