«У коры головного мозга млекопитающих есть отличительная структура, показывающая шесть слоев нейронов, и наше открытие помогает объяснить, как эта слоистая структура произведена в молодости», сказал Ульрих Мюллер, председатель Отдела TSRI Молекулярной и Клеточной Нейробиологии и директор Центра Нейробиологии Дорриса в TSRI.Открытие, которое появляется в выпуске 7 августа Нейрона, также, вероятно, поможет исследованию в области аутизма, шизофрении и других расстройств психики. «С исследованиями, такими как этот, мы начинаем понимать нормальные функции молекул, разрушение которых генными мутациями может вызвать заболевания мозга развития», сказал Мюллер.Нахождение их надлежащего места
Сигнал, раскрытый командой Мюллера, является тем, который помогает вести миграцию детских нейронов через развивающуюся кору головного мозга. Такие нейроны рождаются от подобных основе клеток у основания коры головного мозга, где она обертывает вокруг большого, заполненного жидкостью пространства в мозг, названный желудочком. Новорожденные нейроны тогда мигрируют вверх, или радиально далеко от желудочка, будучи направленным к их надлежащим местам в слойной на шести, волокнистой структуре коры головного мозга – среди других – специальные клетки руководства под названием ячейки Cajal-Retzius (CR).
Несколько десятилетий назад, ученые обнаружили ключевой сигнальный белок, раскачивание, которое клетки CR прячут и ребенок, которого неокортикальные нейроны должны обнаружить, чтобы мигрировать правильно. (Мыши мутанта, которые испытывают недостаток в функциональной форме шоу белка, среди других отклонений, раскачивающейся походки – таким образом имя.) Были намеки с тех пор, что клетки CR и ребенок неокортикальные нейроны обменивают другие молекулярные сигналы, также. «Но через многие годы исследования, никто не был в состоянии найти эти другие сигналы», сказал Мюллер.Однако в исследовании, опубликованном в 2011, Мюллер и его лабораторные коллеги нашли значительную подсказку.
Reelin, они обнаружили, ведет нейронную миграцию, по крайней мере, частично, повышая детское выражение нейронов универсальной молекулы клеточной адгезии, cadherin2 (Cdh2). Так как Cdh2 может быть выражен почти любым типом клетки в развивающейся коре головного мозга, команда тогда начала искать другие факторы, которые будут составлять специфику взаимодействия между клетками CR и мигрирующими детскими нейронами.
Интересный образецОдна компания кандидатов была nectins – белки клеточной адгезии, которые, как известно, работали с кадгеринами в других контекстах. Победите автора Кристину Хиль-Санс, старшего научного сотрудника в лаборатории Мюллера, нанес на карту уровни экспрессии четырех известных типов nectin белков млекопитающих в развивающейся коре мыши и нашел интересный образец. «Мы заметили, что nectin1 выражен определенно клетками CR и nectin3 мигрирующими нейронами», сказал Хиль-Санс. «В то же время мы знали от предыдущего исследования, что nectin1 и nectin3 предпочтены обязательные партнеры».Хиль-Санс и ее коллеги добились других экспериментов и скоро подтвердили, что сцепление nectin1 на клетках CR с nectin3 на детских нейронах важно для надлежащей нейронной миграции. «Это показало впервые важность прямых контактов между клетками CR и мигрирующими нейронами», сказал Хиль-Санс.
Эксперименты также показали, что эта прямая nectin-to-nectin связь – эффективно часть раскачивания сигнальный путь, так как продвижение reelin функции Cdh2 в мигрирующих нейронах, оказывается, работает в основном через nectin3. «Это помогает объяснить, как взаимодействие происходит определенно между нейронами и клетками CR, и не включает другие соседние клетки, это также выражает Cdh2», сказала она.Новые возможностиОткрытие указывает на возможность других определенных для клетки соединений, которые работают через универсальное Cdh2-to-Cdh2 прилипание в мозговом развитии. «Мы знаем, что есть четыре nectin белка плюс убивание подобных nectin молекул», сказал Мюллер. «Мы думаем, что есть другие, которые делают это также, и мы надеемся найти их».Новое исследование представляет большой шаг к полному научному пониманию нейронной миграции в коре головного мозга, и это, вероятно, будет относиться к исследованию болезней мозга развития также.
Reelin-сигнальные отклонения в людях были связаны с аутизмом, депрессией, шизофренией и даже болезнью Альцгеймера, и, в последние годы, мутации белка кадгерина также были связаны с беспорядками включая шизофрению и аутизм. «Исследования как наши обеспечивают понимание таких результатов, показывая, что эти молекулы, в сотрудничестве с nectins, регулируют ключевые процессы развития, такие как расположение нейронов в коре головного мозга», сказал Мюллер.