Gli scienziati hanno scoperto che le cellule formative neurali adulte, che esistono nel cervello durante vita, non sono un singolo, gruppo omogeneo. Invece, sono un gruppo vario di cellule, ciascuno capace di provocare i tipi specifici di neuroni. L'individuazione, la squadra dice, sposta significativamente la prospettiva su come queste cellule potrebbero essere usate per sviluppare le terapie cell-based del cervello.
I risultati del loro studio sono segnalati in linea nella scienza espressa e saranno pubblicati in un'emissione imminente di scienza.
Le cellule formative neurali adulte provocano i tre tipi principali di cellule cerebrali -- astrocytes, oligodendrocytes e neuroni. |
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Il loro ruolo nella produzione dei neuroni è di interesse particolare agli scienziati perché i neuroni dispongono le funzioni del cervello -- pensiero, sensibilità e movimento. Se gli scienziati potessero calcolare fuori come generare i tipi specifici di nuovi neuroni, potenzialmente potessero usarli per sostituire le cellule danneggiate, quali i neuroni diproduzione distrutti nella malattia del Parkinson.
Negli ultimi anni, gli scienziati hanno determinato che le cellule formative neurali adulte sono situate soprattutto in due regioni del cervello -- il rivestimento della cavità fluid-filled del cervello, conosciuto come la zona subventricular e una zona a ferro di cavallo conosciuta come l'ippocampo. Il laboratorio dell'autore maggiore dello studio corrente, Arturo Alvarez-Buylla del UCSF ha identificato le cellule formative nella zona subventricular in 1999 (cellula, 11 giugno 1999).
Mentre gli scienziati hanno saputo che cellule formative neurali nei tipi particolari di sviluppo dei prodotti del cervello di neuroni basati su dove le cellule formative sono situate nell'embrione, gli studi effettuati nella coltura delle cellule hanno suggerito che le cellule formative neurali adulte del cervello completamente formato potessero provocare molti tipi di cellule cerebrali.
Negli studi correnti, intrapresi in mouse, la squadra ha precisato per esplorare se le cellule formative neurali nelle posizioni differenti della zona subventricular sono tutti gli stesse. Hanno agito in tal modo usando un metodo che si sono sviluppate per seguire il destino delle cellule formative neurali neonatali ed adulte in anticipo in 15 regioni differenti della zona subventricular. Queste cellule producono tipicamente i giovani neuroni che migrano alla lampadina olfattiva, in cui fanno maturare in parecchi tipi distinti di interneurons, neuroni che sono essenziali per l'odorato. |
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Con sorpresa della squadra, le cellule formative neurali adulte nelle varie regioni della zona subventricular ciascuna hanno provocato soltanto i sottoinsiemi dei interneurons molto specifici. Inoltre, le cellule formative non erano suscettibili della re-precisazione. Quando sono state prese dal loro posto adatto e sono state trapiantate in un'altra regione della zona subventricular, hanno continuato a produrre lo stesso sottoinsieme dei interneurons. Similmente, hanno mantenuto la loro produzione specializzata dei sottotipi distinti dei neuroni una volta rimosse dai cervelli degli animali ed esposte ad un cocktail dei fattori di sviluppo in una capsula di Petri.
I risultati, dice l'autore importante dello studio, Florian il T. Merkle un dottorando nel laboratorio di Alvarez-Buylla, suggerisce quello mentre le cellule formative neurali adulte della zona subventricular possono produrre i tre tipi principali di cellule cerebrali -- astrocytes, neuroni ed oligodendrocytes -- quando viene ai neuroni che sembrano essere specificati, o programmato, produrre i sottotipi molto specifici.
“I dati che sostengono l'individuazione sono notevolmente puliti ed erano altamente inattesi,„ dice Alvarez-Buylla maggiore autore, l'erica di UCSF e Melanie Muss il professore di ambulatorio neurologico. “Stiamo studiando per molti anni questa regione del cervello ed i dati del Florian hanno prodotto un piano d'azione differente, in modo da dobbiamo ora riadattare.„
“Dovremmo abbandonare l'idea che queste cellule sono buone per la fabbricazione del qualunque genere del neurone. Ciò non sta andando appena essere il caso a meno che troviamo i sensi riprogrammare queste cellule geneticamente.„
La comprensione, dice Merkle, è un punto chiave verso la comprensione dei meccanismi molecolari di potenziale neurale della cellula formativa. “Ora potreste confrontare le cellule formative adulte nelle regioni differenti al livello genetico. Poiché le cellule formative neurali differenti fanno i tipi differenti dei neuroni, forse potreste determinare quali geni sono importanti per la fabbricazione delle cellule per esempio dopaminergiche. Nella teoria potreste attivare questi geni in cellule formative embrionali nella capsula di Petri per provare a generare il tipo voluto di neurone.„
Il laboratorio di Alvarez-Buylla ha identificato le cellule formative neurali nel cervello umano adulto, ma non è conosciuto se queste cellule sono eterogenee. Se i cervelli umani mostrano una simile regionalizzazione delle cellule formative, potrebbe anche essere possibile, dice Alvarez-Buylla, per raccoglierlo dai cervelli dei pazienti, amplia i loro numeri nella capsula di Petri per ottenere un tipo particolare del neurone e li trapianta nuovamente dentro i pazienti.
Considerevolmente, la distribuzione delle cellule formative neurali adulte durante la zona subventricular solleva la possibilità, dice, che l'attività delle cellule regionalmente è modulata per regolare la produzione dei tipi differenti di neuroni. “Questo può fornire un meccanismo per il cervello a dinamicamente fine - sintonizzare i circuiti olfattivi della lampadina, sollevanti un problema di base affascinante circa il rimontaggio di un neurone: Perché sono tanti tipi differenti di neuroni, con tali origini varie, richieste per la funzione olfattiva?„
“L'implicazione per le terapie cell-based potrebbe essere che non è sufficiente sostituire un neurone,„ lui dice. “Potreste dovere sostituire le combinazioni di tipi di un neurone differenti quando viene a ristabilire la funzione neurale.„
L'individuazione, dice, non è stata senza relativi suggerimenti. In i 1996, il laboratorio ha segnalato (PNAS, dicembre 1996) che cosa descrive come “rete stupefacente delle vie„ che raccogliere le cellule formative neurali adulte durante dalla parete del ventricolo laterale della zona subventricular.
“Ci ha richiesto 10 anni,„ dice, “per calcolare fuori che queste vie riflettono il trasporto di giovani neuroni dei tipi differenti sopportati nelle posizioni uniche.„
Lo studio è stato costituito un fondo per dall'istituto nazionale dei disordini neurologici e dal colpo, che fa parte degli istituti nazionali di salute, di un'amicizia dal National Science Foundation e di un regalo da Francis e da John Bowes.
UCSF è un'università principale che avanza la salute universalmente conducendo la ricerca biomedica avanzata, istruente i dottorandi nelle scienze biologiche e nelle professioni di salute e fornire la cura paziente complessa.
Laboratorio di Alvarez-Buylla:
http://neurosurgery.medschool.ucsf.edu/neurosurgery_research/BTRC/alvarez_buylla_lab.html
Istituto di UCSF per la medicina http://www.ucsf.edu/ di rigenerazione
Fonte: Jennifer O'Brien
Università di California - San Francisco |
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