Skip to main content
RSS

Ген нервной регенерации

 

Основной проблемой при травме спинного мозга является то, что после повреждения нейроны хоть и не теряют способность к росту, как считалось ранее, но восстанавливают свои отростки крайне медленно. Именно поэтому большинство людей, получив травму спинного мозга, остаются парализованными очень долго, иногда до конца жизни.

Учёные, как правило, фокусируют свои исследования на механизме роста периферических нейронов, аксоны которых соединяют позвоночник с конечностями вплоть до кончиков пальцев на руках и ногах. Периферические нейроны регенерируют немного быстрее, что помогает людям вновь, хоть и частично, обретать способность к движению.

Аксоны растут в малокислородной среде?

В новом исследовании учёные-медики из Вашингтонского Университета в Сент-Луисе, США, нашли мастер ген, который играет главную роль в механизме отрастания периферических нервов. Этот ген работает как главный переключатель, активируя другие функционально подобные себе гены по принципу домино. Понимание механизма восстановления нервных клеток, по словам исследователей, в дальнейшем приведёт к возможности вырастить нейроны спинного мозга.

Результаты исследования не так давно опубликованы в журнале Neuron.

Старший автор исследования Валерия Кавалли, доцент нейробиологии, пояснила, что повреждение периферических нервов изменяет работу мастер гена, который называется индуцированный гипоксией фактор 1-альфа или HIF-1. Этот ген, в свою очередь, активизирует еще 200 генов, которые затем принимают участие в восстановлении повреждения периферических нервов.

«Интересно то, что HIF-1 чувствителен к уровню кислорода в клетке», говорит Кавалли. «Если уровень кислорода нормальный, то в клетке не очень много продуктов гена HIF-1альфа, но при стрессовых условиях, таких как недостаток кислорода, экспрессия гена возрастает, что приводит в выработке большого количества специальных веществ, предназначенных для защиты клетки и организма от стресса. Знание этого дало нам возможность использовать неинвазивный инструмент для повышения уровня экспрессии этого фактора путем уменьшения уровня кислорода.»

Как проводили эксперимент?

Для измерения скорости отрастания аксонов Кавалли помещала культивируемые нейроны в бескислородную среду. В других экспериментах использовались мыши, которых сначала содержали в воздушном пространстве с восьмипроцентным содержанием кислорода в течении 10 минут, затем в пространстве с нормальным содержанием кислорода в воздухе (21%) в течении 10 минут. Этот цикл повторяли шесть раз.

Учёные обнаружили, что «стрессированные» двигательные и сенсорные нейроны ответили на повреждение ростом аксонов гораздо лучше, чем нейроны, культивированные в среде с обычным воздухом.

Врачи уже использовали подобную технику среди пациентов с частичной травмой спинного мозга. Такая травма характеризуется тем, что некоторые пути, связывающие головной и спинной мозг, сохраняются, позволяя человеку частично чувствовать и двигаться. Здесь врачи проводили чередование девятипроцентной кислородной среды в течение 90 секунд и обычного воздуха с 21 процентом кислорода в течение 60 секунд, и так повторялось на протяжении 15 циклов.

Идея заключалась в том, чтобы посмотреть, как хорошо восстанавливались и восстанавливались ли вообще нейроны после стресса. Естественно, команда исследователей надеялась на то, что низкое содержание кислорода в среде простимулирует поврежденные нейроны и даст им толчок к регенерации и восстановлению.

И Кавалли действительно видела рост аксонов мод микроскопом. Она надеется продолжать работы и найти ответы на вопросы: правда ли то, что малая концентрация кислорода в среде стимулирует регенерацию? Происходит ли восстановление в экспериментах на мышах?

«Интересно найти способ, который поможет легко и неинвазивно, с помощью контроля газового состава окружающей среды, манипулировать ростом нейронов», — отмечает Кавалли. «В дальнейшем мы бы могли использовать это открытие для лечения травм нервных стволов и попытаться получить нейроны, которые могли бы достаточно быстро полностью регенерировать.»

#Нейрорегенерация  
15 Ноября 2015 г.