ЛЕНТА

Стволовые клетки человека восстановили миелиновые оболочки в мозге взрослых мышей

Martha Windrem et al. / Cell Reports, 2020

Клетки-предшестенники глии, которые пересадили в демиеленизированный мозг взрослых мышей, расселились по всему переднему мозгу, дифференцировались в олигодендроциты и восстановили миелиновые оболочки аксонов. В результате у животных улучшились моторные функции и электрофизиологические показатели нервных волокон. Статья опубликована в журнале Cell Reports.

Нарушение миелиновых оболочек нейронов приводит к ряду нейродегенеративных заболеваний, в том числе рассеянному склерозу, и вносит вклад в некоторые психические расстройства. Ученые предлагают компенсировать демиелинизацию пересадкой предшественников глиальных клеток олигодендроцитов, которые образуют миелиновые оболочки в центральной нервной системе.

Уже удалось успешно пересадить человеческие предшественники олигодендроцитов новорожденным мышам с мутациями в гене основного белка миелина (ОБМ). У таких животных нарушено образование миелиновых оболочек, вскоре после рождения развивается тремор (дрожание), и животные умирают в возрасте нескольких месяцев. Пересадка олигодендроцитов восстановила миелинизацию и продлила жизнь мышей. Однако ученые до сих пор не исследовали, могут ли предшественники глиальных клеток расселиться во взрослом мозге и миелинизировать его.

Группа исследователей из Медицинского центра Рочестерского университета во главе со Стивеном Голдманом (Steven Goldman) пересаживала предшественники глиальных клеток взрослым мышам с мутациями в гене ОБМ, а также животным, у которых искусственно вызывали демиелинизацию с помощью купризона. Инъекцию стволовых клеток делали в мозолистое тело мышей в возрасте четырех-шести недель (восьми «дрожащим» мышам и 14 контрольным). Через 12-15 недель после операции мозг извлекали и оценивали распространение донорских клеток, дифференциацию олигодендроитов и миелинизацию нейронов.

Пересаженные предшественники глии успешно расселились по всему переднему мозгу мышей, и вызвали активное образование миелиновых оболочек. Эти клетки экспрессировали гены, которые связаны с дифференцировкой в олигодендроциты, перемещением клеток и началом миелинизации.

Миелинизированные волокна (зеленый) и человеческие клетки (красный) в мозолистом теле мыши через 13 недель после операции

Martha Windrem et al. / Cell Reports, 2020

Поделиться

Затем стволовые клетки пересаживали новорожденны мышам дикого типа (без мутаций в гене ОБМ), а в возрасте четырех месяцев начинали кормить купризоном. После прекращения купризоновой диеты человеческие предшественники глиальных клеток начали активно распространяться по мозгу, дифференцироваться и восстанавливать миелиновые оболочки нейронов. Значит, пересаженные стволовые клетки могут ремиелинизировать не только аксоны, на которых никогда не было оболочек, но и отростки, потерявшие миелин во взрослом возрасте.

А: дизайн эксперимента. После рождения мышатам пересаживают человеческие предшественники глиальных клеток, а с 17 по 29 неделю животных кормят купризоном. B, C: распространение человеческих клеток в мозге мышей (B: контрольных; C: потреблявших купризон) на 49 неделе от рождения

Martha Windrem et al. / Cell Reports, 2020

Поделиться

В третьем эксперименте взрослых мышей кормили купризоном в течение 20 недель, и только через четыре недели после начала диеты, во время активной демиелинизации, пересаживали предшественники глиальных клеток. Безмиелинове окружение стимулировало стволовые клетки активно расселяться и дифференцироваться в олигодендроциты — через 36 недель после операции больше четверти олигодендроцитов в мозге мышей были человеческими.

Дизайн третьего эксперимента. Мышам пересаживают стволовые клетки человека на 10 неделе после рождения, а купризоном кормят с шестой по 26 неделю

Martha Windrem et al. / Cell Reports, 2020

Поделиться

Наконец, ученые оценили физиологические улучшения в состоянии «дрожащих» мышей после пересадки стволовых клеток. Животных протестировали на беговой дорожке, измерили проводящую способность волокон мозолистого тела и степень их миелинизации.

Семь из восьми прооперированных животных через 18 недель оставались на дорожке в течение пяти секунд; среди контрольных мышей только две из восьми справились с тестом (p < 0,05). В нервных импульсах волокон мозолистого тела увеличился компонент, который соответствует толстым миелинизированным волокнам, и, как результат, увеличилась скорость проведения импульса (p = 0,02). На снимках электронного и конфокального микроскопа видно, что предшественники глии дифференцировались и олигодендроциты образовали миелиновые оболочки на аксонах.

Мышь на беговой дорожке. Сверху контрольное животное, снизу — с пересаженными предшественниками глиальных клеток

Martha Windrem et al. / Cell Reports, 2020

Поделиться

Ответ волокон мозолистого тела на электрическую стимуляцию. N1 — пик, соответствующий толстым миелинизированным волокнам, N2 — немиелинизрованным. Слева теоретическое представление, справа — измерения (серый — мыши дикого типа, синий — контрольные

Martha Windrem et al. / Cell Reports, 2020

Поделиться

Электронные микрофотографии аксонов в поперечном разрезе. Слева — контрольное животное без миелиновых оболочек, справа аксон с миелином

Martha Windrem et al. / Cell Reports, 2020

Поделиться

Ученые экспериментируют с пересадкой самых разных стволовых клеток: например, с помощью клеток яичек удалось восстановить фертильность мышей. Однако есть и неудачные примеры: так, пересадка стволовых клеток от старых животных ухудшает состояние реципиентов вне зависимости от их возраста.

Алиса Бахарева

источник

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Do NOT follow this link or you will be banned from the site!
Установите приложение MEGANEWS на Google Play
УСТАНОВИТЬ
Закрыть
Закрыть

Обнаружен Adblock

Поддержите нас, пожалуйста, отключив блокировку рекламы.