Крошечные моменты – ключ к здоровому мозгу ребенка

Исследователи из Медицинской школы Университета Вирджинии пролили новый свет на то, как развивается наш мозг, и выяснили, что последний шаг в делении клеток имеет решающее значение для того, чтобы мозг достиг своего надлежащего размера и функции.

Новые данные определяют потенциальную причину микроцефалии – врожденного дефекта, при котором голова недоразвита и имеет аномально маленький размер. Это потому, что голова растет вместе с мозгом . По оценкам федеральных Центров по контролю за заболеваниями, микроцефалия ежегодно поражает от одного из 800 детей до одного из 5000 детей в Соединенных Штатах. Состояние связано с неспособностью к обучению, задержкой развития, потерей зрения и слуха, нарушением движений и другими проблемами.

«Понимая генетические причины микроцефалии, даже если они редки, мы также можем помочь понять, как некоторые вирусные инфекции могут вызывать микроцефалию, такие как вирус Зика или цитомегаловирус», – сказала исследователь Ноэль Д. Дуайер из отдела клеточной биологии UVA. .

Понимание развития мозга

Дуайер и ее команда стремятся понять, как небольшие изменения в отдельных клетках могут привести к драматическим изменениям в мозге. В этом случае они определили важную роль опадения, последнего шага в делении клетки. Во время опадения новая или «дочерняя» клетка разрывает связь со своей «материнской» клеткой. Думайте об этом как о перерезании пуповины, когда на свет появляется новый ребенок.

Ученые подозревали, что определенный клеточный белок, Cep55, необходим для надлежащего отщепления. Дуайер хотел исследовать это, чтобы определить, что произойдет, если протеин отсутствует. Она и ее коллеги были удивлены, обнаружив, что у их лабораторных мышей все еще может происходить опадение. Однако этот процесс занял больше времени, чем обычно, и количество отказов значительно возросло.

Примечательно, что нервные стволовые клетки , не прошедшие абсциссию, сигнализировали о том, что их необходимо удалить из мозга, сообщают исследователи. Это привело к гибели и удалению огромного количества клеток. Это контрастирует с клетками в других частях тела, которые не требуют собственного удаления, когда расслоение не удается.

«Нервные стволовые клетки в пренатальном мозге, кажется, имеют более строгий« контроль качества », чем клетки в других частях тела. Если их ДНК или органеллы повреждены, у них появляется волосковая реакция на самопожертвование, чтобы они не вырабатывают аномальные клетки мозга, которые могут вызвать сбои в работе мозга или опухоли головного мозга » , – сказал Дуайер. «Мозг все еще может функционировать. Другие ткани, кажется, имеют более высокую толерантность к поврежденным клеткам и не активируют реакцию гибели клеток».

Блокирование сигнала нервных стволовых клеток об удалении помогло мозгу лабораторных мышей вырасти в размерах, обнаружил Дуайер, но это восстановило только часть нормального размера мозга. Кроме того, нормальная организация и функция мозга оставались нарушенными. По словам исследователей, это показывает важность правильного опадения для здорового развития мозга.

Дуайер отметил, что блокирование сигнала клеточной смерти с помощью лекарств или генной терапии может помочь восстановить рост мозга при определенных типах микроцефалии, но также может ухудшить работу мозга. «Вот почему важно проверить эти идеи на животных моделях и моделях клеточных культур», – сказала она.

Новые результаты UVA согласуются с тем, что ученые знали о гене, который производит белок Cep55. Люди, у которых есть мутации в гене Cep55, страдают серьезными дефектами мозга и центральной нервной системы, в то время как остальная часть их тела относительно сохранена. Новое исследование Дуайера помогает объяснить, почему это так.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *