Клетки, сформированные как актинии, выравнивают впадины мозга, быстро избивая их ресницы, чтобы держать спинномозговое жидкое распространение. Эти клетки, названные эпендимными клетками, предоставляют дома нервным стволовым клеткам и могут играть ключевую роль в предотвращении гидроцефалии, потенциально смертельного накопления спинномозговой жидкости в мозгу.Исследователи обнаружили, что старые эпендимные клетки от мышей требуют, чтобы непрерывное производство транскрипционного фактора по имени Foxj1 поддержало их форму и функцию. Без Foxj1 клетки теряют свои махающие похожие на волосы структуры и быстро возвращаются к более ранней стадии развития.
Вирусы, которые, как известно, заразили мозг, нашли способ закрыть производство Foxj1 и отключить клетки, исследователи сообщают 25 апреля по своей природе о Коммуникациях.«Мы нашли, что, когда мы заразили эпендимные клетки вирусами, которые могут вызвать основные проблемы в человеческом мозгу, эпендимные клетки полностью ухудшили Foxj1 и преобразовали», сказал Чей Куо, Доктор медицины, доктор философии, адъюнкт-профессор цитобиологии в Медицинской школе Герцога. «Они потеряли свои ресницы, таким образом, они не могли переместить жидкость».В настоящее время единственное лечение гидроцефалии вставляет шунт, чтобы слить избыточную спинномозговую жидкость, подход, который только работает в примерно половине пациентов и может вызвать серьезные осложнения. Это исследование указывает, что наркотики, которые сохраняют производство Foxj1 в эпендимных клетках, могут обеспечить альтернативное лечение.
Куо и постдокторант Хэдэр Абди, доктор философии, первоначально намереваются выращивать эпендимные клетки в надежде на изучение их роли в лелеянии нервных стволовых клеток, сказал Куо.Они нашли, что придавание прародителям клетки головного мозга с препаратом, который, как известно, накачивал производство Foxj1, вызвало больше клеток, чтобы превратиться в эпендимные клетки. Удивительно, когда они выключили ген Foxj1 в старых эпендимных клетках у мышей, клетках, быстро преобразованных назад в их раннее недифференцированное государство.
«Это было довольно шокирующим для нас», сказал Куо. «Многие люди думали, что эпендимные клетки были неизлечимо дифференцированы – что, когда Вы рождаетесь, они, как предполагается, длятся целую жизнь».В другом неожиданном результате эксперимента Абди заметил, что Foxj1 хрупок: белок может ухудшиться всего через два часа, означая, что клетки должны непрерывно производить новый Foxj1, чтобы сохранить их ресницы и форму.
«Они постоянно бегут, чтобы остановиться», сказал Куо.Команда обнаружила, что эпендимные клетки используют фермент под названием IKK2, чтобы поощрить производство Foxj1. Много вирусов, включая вирус герпеса простого, развили оборудование к блоку IKK2 и, в процессе, останавливают непрерывное производство Foxj1.Веллингтонский Кардозу, Доктор медицины, преподаватель медицины и директор Центра Колумбии Развития человека в Медицинском центре Колумбийского университета, хвалит исследование за набросок, как мультиснабженные ресничками эпендимные клетки поддерживают свою идентичность и функцию в мозгу, таким образом предотвращая мозговые дефекты, такие как гидроцефалия.
«Это исследование не только отвечает на вопрос того, устойчивые ли эти эпендимные клетки или пластмассовые, но также и обеспечивает механизм, который заставляет их потерять свои особенности и превратиться во что-то больше функциональное», сказал Кардозу, который не был вовлечен в исследование. «Бумага приятно определяет и связывает все маленькие кусочки этого механизма. Это похоже на восстановление сцены преступления, где они опознают каждого преступника».«Мне было бы любопытно видеть, запрашивает ли этот тот же самый механизм другие мультиснабженные ресничками клетки тела, как те в воздушных трассах дыхательных путей», сказал Кардозу.Со своей стороны, Куо хочет знать, почему у важной клетки в мозгу была бы такая неожиданная ахиллесова пята.
«Есть класс вирусов, которые выяснили это, у эпендимных клеток есть эта главная слабость, итак, почему эволюция не устранила этот черный ход для вирусов, чтобы предназначаться для мозга?» Куо сказал. «Должна быть выгода».