Эндогендік регенерация - Endogenous regeneration

Эндогендік регенерация мида - бұл жасушалардың жөндеуге қатысу қабілеті регенерация процесс. Мидың регенерация мүмкіндігі шектеулі болғанымен, эндогендік жүйке дің жасушалары, сонымен қатар көптеген қалпына келтіретін молекулалар зақымдалған немесе ауруды ауыстыруға және қалпына келтіруге қатыса алады нейрондар және глиальды жасушалар. Эндогендік регенерацияны қолдану арқылы қол жеткізуге болатын тағы бір тиімділік - бұл болдырмау иммундық үй иесінің жауабы.[1]

Ересек адамның миындағы жүйке дің жасушалары

Адамның ерте дамуы кезінде, жүйке дің жасушалары ұрық қабаты дамып келе жатқан мидың, қарыншалық және қарынша асты аймақтары. Мидың дамуында, мультипотентті дің жасушалары (жасушалардың әр түрлі түрін құра алатындар) осы аймақтарда кездеседі, және осы жасушалардың барлығы жүйке жасушаларының түрлеріне қарай ажыратылады, мысалы нейрондар, олигодендроциттер және астроциттер. Бұрыннан келе жатқан наным ересек адамның миында жүйке дің жасушаларының мультипотенциясы жоғалады деп айтады.[2] Алайда, бұл тек in vitro, қолдану нейросфера және ұстанушы бір қабатты ересек сүтқоректілердің миының бағаналы жасушалары мотивтік қабілеттілігін көрсеткен мәдениеттер, ал in vivo зерттеу сенімді емес. Сондықтан ересек мидың бағаналы жасушасындағы шектеулі регенерация қабілетін сипаттау үшін «бағаналы жасуша» орнына «жүйке бастауы» термині қолданылады.[3]

Нервтік дің жасушалары (NSC) қарынша асты аймағы (SVZ) ересек адам миының және тісжегі гирусы ересек сүтқоректілердің гиппокамп. Осы аймақтардан жаңадан пайда болған нейрондар оқуға, есте сақтауға, иіс сезу және көңіл-күй модуляциясы.[3] Бұл бағаналы жасушалардың мультипотентті екендігі немесе болмайтындығы нақты анықталмаған. Тісжегіге ажырата алатын кеміргіштердің гиппокампасынан NSC түйіршік жасушалары, мәдениетте зерттегенде көптеген жасуша типтеріне айналды.[4] Алайда, басқа in vivo Постнатальды SVZ-де NSC-ді қолдану арқылы зерттеу жасуша әртүрлі нейрондық суб-типті жасушаларға айналуға шектелгенін көрсетті. иіс сезу шамы. Әр түрлі кеңістіктегі орналасу қуыстары жүйке дің жасушасының дифференциациясын реттейді деп саналады.[5]

Орталық жүйке жүйесіндегі нейрогенез

Сантьяго Рамон және Кажаль, неврология ғылымының пионері, нейрондардың генерациясы тек босануға дейінгі туылғаннан кейін емес, адамның даму кезеңі. Бұл теория ежелден бері негізгі принцип болды неврология.[4] Алайда, 20 ғасырдың ортасында ересек сүтқоректілер туралы дәлелдер нейрогенез кеміргіштердің гиппокампасында және мидың басқа аймағында табылды.[6]Ересек сүтқоректілердің миында, нейрегенерация функциясын және құрылымын қолдайды орталық жүйке жүйесі (CNS). Мидағы ересек бағаналы жасушалар бүйрек қарыншасының бүйір қабырғаларында субвентикулярлық аймақта кездеседі. Нейрогенез ересек адамның миында өтетін тағы бір аймақ - бұл жерасты аймағы (SGZ) гиппокампадағы тісжегі гирусы. Осы аймақтардағы функционалды NSCs-ті ұстап тұрудың нақты механизмі әлі белгісіз болғанымен, NSC нейрондар мен глияларды белгілі бір жағдайларға жауап ретінде қалпына келтіру қабілетін көрсетті патологиялық шарттар. Алайда, әзірге ҰҚК-нің бұл қалпына келуі зақымдалған мидың толық жұмысын және құрылымын қалпына келтіру үшін жеткіліксіз. Алайда эндогендік нейродегенерация, эмбриональды бағаналы жасуша имплантациясын қолданудан айырмашылығы, зақымдалған ОЖЖ-ны иммуногенезсіз емдеу үшін күтілуде тумигенез.[7]

Субранулярлық аймақтағы нейрогенез

Ұрпақ жасушалары гиппокампаның тісжегі гирусында жақын жерге көшіп, түйіршік жасушаларына дифференциалданады. Бөлігі ретінде лимбиялық жүйе, гиппокампаның жаңа нейрондары көңіл-күйді, оқуды және есте сақтауды басқарады. Тісжегі гирусында, болжамды 1 типті жасушалар деп аталатын бағаналы жасушалар 2 типті және 3 типті жасушаларға көбейеді, олар уақытша күшейеді, тұқым қуалаумен анықталатын жасушалар. Гиппокампаның 1 типті жасушалары мультипотентті in vitro. Дегенмен, гиппокампада жаңа нейрондардың да, глиялардың да пайда болатындығы туралы дәлелдер бар in vivo, 1 типті жасушалармен нейрогенездің нақты байланысы көрсетілмеген.[8]

Гиппокампада жаңадан пайда болған нейрондар бүкіл нейрондық популяцияға аз ғана үлес қосады. Бұл жаңа нейрондардың айырмашылығы бар электрофизиология қалған нейрондармен салыстырғанда. Бұл SGZ-де жаңа нейрондардың пайда болуы сүтқоректілердің оқу және есте сақтау қызметінің бөлігі екендігінің дәлелі болуы мүмкін. Нейрогенез бен оқытудың өзара байланысын түсіндіру үшін бірнеше зерттеулер жүргізілді. Гиппокампалық функцияға байланысты оқыту жағдайында SGZ-де нейрондардың саны едәуір көбейеді және егер олар есте сақтау үшін қажет болса, жаңа нейрондардың тіршілігі артады.[9][10]SGZ-де нейрогенезге оқудан және есте сақтаудан басқа, көңіл-күй мен эмоция әсер етеді. Әдетте эмоционалды депрессияға әкелетін тұрақты, құтылмайтын стрессте нейрогенездің едәуір төмендеуі байқалады, оның әсерін емдеу арқылы қалпына келтіруге болады флуоксетин.[11]

Қарынша асты аймағында нейрогенез

Мидағы ең үлкен NSC популяциясы SVZ-де кездеседі. SVZ ҰҚК-нің өзін-өзі жаңарту және мультипотенциал қабілетін сақтайтын «бағаналы ұяшық» деп аталатын микроорта болып саналады. Негізгі фибробласт өсу факторы (FGF2), гепатоциттердің өсу факторы (HGF), Notch-1, дыбыстық кірпі (SHH), Noggin, цилиарлы нейротрофиялық фактор (CNTF) және еритін көмірсумен байланысатын ақуыз, Галектин-1, ҰҚК-нің бағаналы ұяшығындағы осындай қасиеттерін сақтайтын факторлар ретінде хабарланған. SGZ-дегі дің жасушалары сияқты, SVZ-дегі жасуша жасушалары да нейрондарға бөлініп, өтпелі күшейетін жасуша (TAC) деп аталатын аралық жасушаны құрайды. Жақында жүргізілген зерттеу нәтижесінде анықталды бета-катенин сигнал беру, Wnt β-катенин, TAC дифференциациясын реттейді.[12]

СВЗ-дағы ҰҚК-нің алдыңғы ұшындағы иіс сезу лампасына өту қабілеті айқын. теленцефалон деп аталатын жолмен ростралды көші-қон ағыны (RMS). Бұл көші-қон мидың басқа аймағында эмбриональды нейрогенез және нейрогенез жасай алмайтын СВЗ жаңа нейрондарына ғана тән. SVZ-тағы бірегей нейрогенез - бұл астроциттермен нейрогенез. Doetsch (1999) жүргізген зерттеу СВЗ-дағы астроциттерді дифференциалдауға және иіс сезу лампасындағы нейрондарға ажыратуға болатындығын көрсетті. SVZ жасушаларының төрт түрінің арасында (миграциялық нейробласттар, жетілмеген прекурсорлар, астроциттер және эпендимальды жасушалар), қоныс аударатын нейробласттар мен жетілмеген прекурсорлар антидемиямен тынышталадымитоздық агент және астроциттер а ретровирус. Нәтижесінде ретровирусы бар нейрондар иіс сезу лампасында кездеседі.[13]

Нейрогенезге әсер ететін факторлар

Ересек сүтқоректілердің миындағы нейрогенезге түрлі факторлар әсер етеді, соның ішінде жаттығулар, инсульт, ми қорлау және фармакологиялық емдеу. Мысалға, каин қышқылы - ұстамалар, антидепрессант (флуоксетин ), нейротрансмиттерлер сияқты GABA және өсу факторлары (фибробласттың өсу факторлары (FGF), эпидермистің өсу факторы (EGF), нейрегулиндер (NRG), тамырлы эндотелий өсу факторы (VEGF) және пигментті эпителийден алынған фактор (PEDF) нейробласттардың түзілуін тудырады. ҰҒК-нің соңғы тағайындалуы «тауашалық» сигналдармен анықталады. Жоқ сигнал беру NSCS-ті SGZ-де жаңа нейрондардың пайда болуына итермелейді, ал сүйек морфогенді ақуыздар (BMPs) СВЗ-дағы глия-жасушаларға NSC дифференциациясына ықпал етеді.[5]

Алайда, ми жарақаты кезінде нейрогенез зақымдалған нейрондарды қалпына келтіру үшін жеткіліксіз болып көрінеді. Осылайша, Каджалдың теориясы ұзақ уақыт бойы қабылданды. Өзектілікте, ми аралық физиологиялық жағдайда көптеген нейрогенез ингибиторлары болады (мысалы, аксон өсуді тежейтін лигандтар ішінде көрсетілген олигодендроциттер, миелин, Зақымдану және деградациялық жолдардағы NG2-глия және реактивті астроциттер, тыртық тіндеріндегі фибробласттар). Ингибиторлық лигандалар байланысады өсу конусы зақымдалған аймақтардағы өсу конусының итерілуін және құлдырауын тудыратын зақымдалған нейрондағы рецепторлар. Ингибиторлық факторлардың ішінде олигодендроциттер мен миелиннен алынған ингибиторлық лигандтар мембранамен байланысқан, яғни зақымдану кезінде бұл факторлар реттелмейді немесе шамадан тыс әсер етпейді, керісінше бүлінген немесе деградацияланған миелиннің (немесе олигодендроциттердің) және жаңадан түзілген байланыстың әсерінен болады. нейрондарды қалыптастыру.

Соған қарамастан, шрам түзілуімен, мидың көптеген жасушалық түрлері өсуді тежейтін лигандарды шығарады базальды ламина компоненттер, ингибиторлық аксондық бағыттаушы молекулалар және хондроитин сульфаты протеогликандары.[14]Мұндай факторлардың тежегіш әрекеті мидың қабынудан қорғанысы болуы мүмкін. Окано мен Савамото астроциттік-шартты шартты қолданды Стат3 - реактивті астроциттердің рөлін зерттейтін жетіспейтін тышқандар моделі. Нәтиже кеңейтілген CD11b -жабыну клеткасының позитивті инвазиясы және демиелинация.[15]

Қолдану

Мидың зақымдануының өзі эндогенді регенерацияны тудыруы мүмкін. Көптеген зерттеулер эндогенді регенерацияны мидың зақымдануы мүмкін емдеу әдісі ретінде дәлелдеді. Алайда зақымдалған аймақтың қоршаған тіндерінің тежегіш реакциясын емдеу айтарлықтай жақсарғанға дейін жеңу керек.

Бас миының зақымдануы

Шарф және оның зерттеушілері жасаған мидың эндогенді регенерациясын зерттеу кезінде ән құсының миындағы зақымдалған нейрондар регенерация жүретін сол нейрондық типтермен қалпына келеді (зерттеу жағдайында гиппокамп). Алайда нейронның қалыпты регенерациясы жүрмейтін жерлерде зақымдалған нейрондарды ауыстыру болған жоқ.[16] Осылайша, ми жарақатынан кейін мидың жұмысын қалпына келтіру шектеулі болуы керек еді. Алайда, қазіргі зерттеу нейрондардың SVZ-ден бастап зақымданғаннан кейін белгілі бір дәрежеде қалпына келтірілетінін анықтады.

SVZ-дағы жасушалардың көші-қон қабілеті тізбектей құрылымдар түзеді және ұрпақты жасушаларды жарақаттанған аймаққа қарай жылжытады. Нейробласттардың көші-қонында бастаушы жасушалармен қатар жұқа астроциттік процестер мен қан тамырлары да маңызды рөл атқарады, бұл қан тамырлары тіреуіш қызметін атқара алады деген болжам жасайды. Көші-қонға ықпал ететін басқа факторлар жарылған ақуыздар (өндірілген хороидты плексус ) және олардың градиенті (ағынымен пайда болады жұлын-ми сұйықтығы ). Алайда бұл зерттеуде жаңа нейрондардың тек 0,2% -ы ғана тірі қалып, жұмыс істеді. Нейрогенезді күшейту фибробласт өсу факторы-2 (FGF-2) және эпидермистің өсу факторы (EGF) сияқты өсу факторларын енгізу арқылы жүзеге асырылуы мүмкін. Алайда күшейтілген нейрогенездің мүмкіндігі де бар эпилепсия нәтижесінде ұстамалар ұзаққа созылады.[17]

Паркинсон ауруы

Эндогендік регенерация әдістері емдеу кезінде кейбір перспективалық дәлелдерді көрсетіп отырғанымен ми ишемиясы, эндогендік регенерацияны ынталандыруға және тежеуге қатысты қазіргі білім жиынтығы емдеу үшін жеткіліксіз Паркинсон ауруы. Патологиялық және физиологиялық ынталандырудың сыртқы және ішкі модуляциясы ұрпақты жасушаның дифференциалдануына жол бермейді. дофамин жасушалар. Паркинсон ауруын емдеу үшін жасушалардың дифференциациясына әсер ететін факторларды түсіну үшін қосымша зерттеулер жүргізу керек.[18]

Допаминдік нейрондарды эндогендік көздер арқылы алмастыру қиындықтарына қарамастан, соңғы жұмыс эндогенді фармакологиялық активтендіруді ұсынады жүйке дің жасушалары немесе нейрондық прекурсор жасушалары сигнал арқылы қуатты нейрондық құтқару мен моториканы жетілдіреді трансдукция қамтитын жол фосфорлану туралы STAT3 үстінде серин қалдық және одан кейінгі Hes3 өрнегінің жоғарылауы (STAT3-Ser / Hes3 сигналдық осі ).[19][20]

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ Odelberg S. J. (2002). «Жасушалық дифференциалдауды индукциялау: сүтқоректілерде эндогендік регенерацияны күшейтудің әлеуетті әдісі». Жасуша және даму биологиясы бойынша семинарлар. 13 (5): 335–343. дои:10.1016 / S1084952102000897. PMID  12324215.
  2. ^ Doetsch F, Isabelle C, Lim DA (1999). «Субвенрикулярлық аймақ астроциттері - бұл ересек сүтқоректілердің миындағы жүйке бағаналары». Ұяшық. 97 (6): 703–716. дои:10.1016 / S0092-8674 (00) 80783-7. PMID  10380923.
  3. ^ а б Чжао, С .; Дэн, В .; Gage, F. H. (2008). «Ересектердің нейрогенезінің механизмдері мен функционалдық салдары». Ұяшық. 132 (4): 645–660. дои:10.1016 / j.cell.2008.01.033. PMID  18295581.
  4. ^ а б Гуо-ли Мин Х.С. (2005). «Сүтқоректілердің орталық жүйке жүйесіндегі ересектердің нейрогенезі». Анну. Аян Нейросчи. 28: 223–250. дои:10.1146 / annurev.neuro.28.051804.101459. PMID  16022595.
  5. ^ а б Дуан, Х .; Канг, Е .; Лиу, С .; Мин, Г.Л .; Ән, H. (2008). «Ересек адамның миында жүйке дің жасушасының дамуы». Curr Opin Neurobiol. 18 (1): 108–115. дои:10.1016 / j.conb.2008.04.001. PMC  2464621. PMID  18514504.
  6. ^ Альтман Дж. (1966). «Постнатальды нейрогенездің ауториадиографиялық және гистологиялық зерттеулері. II. Мидың кейбір аймақтарында постнатальды нейрогенезге ерекше сілтеме жасай отырып, тритирленген тимидинді қосатын жасушалардың кинетикасын, миграциясын және трансформациясын бойлық зерттеу». J. Comp. Нейрол. 128 (4): 431–74. дои:10.1002 / cne.901280404.
  7. ^ Ninette Amariglio A. H.; Бернд В, Шайтауэр; Йорам Коэн (2009). «Атаксия Телангиэктазия пациентіндегі жүйке бағанының жасушаларын трансплантациялаудан кейінгі донорлардан туындаған ми ісігі». PLOS Медицина. 6 (2): 221–231. дои:10.1371 / journal.pmed.1000029. PMC  2642879. PMID  19226183.
  8. ^ Герд Кемперманн; Себастьян Джессбергер; Барбара Штайнер; Голо Кроненберг (2004). «Ересек гиппокампадағы нейрондық даму кезеңдері». Неврология ғылымдарының тенденциялары. 27 (8): 447–452. дои:10.1016 / j.tins.2004.05.013. PMID  15271491.
  9. ^ Бендетта Леунер; Сабрина Мендолия-Лоффредо; Евгения Козоровицкий; Деанна Самбург; Элизабет Гулд; Трейси Дж. Шорс (2004). «Оқыту гиппокампты еске сақтау қажет болған уақыттан тыс уақытта жаңа нейрондардың өмір сүруін күшейтеді». Неврология журналы. 24 (34): 7477–7481. дои:10.1523 / jneurosci.0204-04.2004. PMC  3279157. PMID  15329394.
  10. ^ Элизабет Гулд; Анна Бейлин; Патима Танапат; Элисон Ривз; Трейси Дж. Шорс (1999). «Оқыту Гиппокампаның түзілуіндегі ересек адамның нейрогенезін күшейтеді». Табиғат. 2 (3): 260–265. дои:10.1038/6365. PMID  10195219.
  11. ^ Флуоксетинмен емдеу (2003). «Ересектердегі гипокампуста жасушалардың көбеюі құтылмайтын стресстің әсерінен төмендейді: флуоксетинмен емдеудің қалпына келуі». Нейропсихофармакология. 28 (9): 1562–1571. дои:10.1038 / sj.npp.1300234. PMID  12838272.
  12. ^ Наоко Канеко; Эйсуке Како; Казунобу Савамото (2011). «Эндогенді жүйке дің жасушаларын миды қалпына келтіру үшін қолданудың болашағы мен шектеулері». Гендер. 2 (4): 107–130. дои:10.3390 / гендер2010107. PMC  3924842. PMID  24710140.
  13. ^ Доэтч, Ф .; Изабель, С .; Lim, D. A. (1999). «Субвенрикулярлық аймақ астроциттері - бұл ересек сүтқоректілердің миындағы жүйке бағаналары». Ұяшық. 97 (6): 703–716. дои:10.1016 / S0092-8674 (00) 80783-7. PMID  10380923.
  14. ^ AXEL SANDVIG; МАРТИН БЕРРИ; ЛИ Б. БАРЕТ; АРТУР БІРАҚ; ЖӘНЕ АНН ЛОГАН (2004). «Миелин-, реактивті Глия- және тыртықтан туындайтын ОЖЖ Аксон өсуінің ингибиторлары: экспрессия, рецепторлардың сигналы және Аксонның қалпына келуімен корреляция». Глия. 46 (3): 225–251. дои:10.1002 / glia.10315. PMID  15048847.
  15. ^ Хидеюки Окано; Казунобу Савамото (2012). «Нейрондық бағаналы жасушалар: ересектердің нейрогенезіне және ОЖЖ қалпына келтірілуіне қатысу». Фил. Транс. R. Soc. B. 363 (1500): 2111–2122. дои:10.1098 / rstb.2008.2264. PMC  2610183. PMID  18339601.
  16. ^ Шарф С, Кирн Дж.Р., Гроссман М, Маклис Дж.Д., Ноттебон Ф (2002). «Мақсатты нейрондық өлім ересек құстардағы нейрондардың алмастырылуына және вокалдық мінез-құлыққа әсер етеді». Нейрон. 25 (2): 481–492. дои:10.1016 / S0896-6273 (00) 80910-1. PMID  10719901.
  17. ^ Окано Х, Сакагучи М, Охки К, Сузуки Н, Савамото К (2007). «Эндогендік қалпына келтіру механизмдерін қолдана отырып, орталық жүйке жүйесін қалпына келтіру». Дж Нейрохим. 102 (5): 1459–1465. дои:10.1111 / j.1471-4159.2007.04674.x. PMID  17697047.
  18. ^ Андреас Герман; Александр Шторч (2008). «Паркинсон ауруы кезіндегі эндогендік регенерация: бізге ортопопиялық допаминергиялық нейрогенез керек пе?». Сабақ жасушалары. 26 (11): 2749–2752. дои:10.1634 / stemcells.2008-0567. PMID  18719222.
  19. ^ Androutsellis-Theotokis A, Rueger MA, Park DM және т.б. (Тамыз 2009). «Ересек адамның миындағы жүйке прекурсорларын анықтау жараланған допаминдік нейрондарды құтқарады». Proc. Натл. Акад. Ғылыми. АҚШ. 106 (32): 13570–5. дои:10.1073 / pnas.0905125106. PMC  2714762. PMID  19628689.
  20. ^ Androutsellis-Theotokis A, Rueger MA, Mkhikian H, Korb E, McKay RD (2008). «Нервтік дің жасушаларын басқаратын сигналдық жолдар мидың прогрессивті ауруларын баяулатады». Суық Көктем Харбы. Симптом. Квант. Биол. 73: 403–10. дои:10.1101 / sqb.2008.73.018. PMID  19022746.