Ученые определили ключевой фактор восстановления миелина

Новое исследование ученых из Института нейронаук при Стэнфордском университете выявило ключевой фактор миелинизации — образование защитных жировых оболочек вокруг нервных волокон.

Миелинизация необходима для быстрой передачи электрических сигналов в мозг, облегчая все, от движения до мышления. Разрушение или потеря этой миелиновой оболочки, что наблюдается при рассеянном склерозе и других нейродегенеративных заболеваниях, приводит к значительным когнитивным и физическим нарушениям.

Новые результаты воодушевляют исследователей возможностью новых способов лечения, позволяющих восстановить эти изолирующие оболочки у пациентов с демиелинизирующими заболеваниями.

Структурный ген SRF имеет решающее значение для образования миелина.

Исследование сосредоточено на SRF (сокращение от «сывороточный фактор ответа»), факторе транскрипции, ранее известном своей ролью в различных клеточных процессах, но не до конца изученном в контексте миелинизации.

С помощью сложных методов генетической и молекулярной биологии, включая анализ ChIP-seq и RNA-seq, исследовательская группа определила SRF как основной регулятор генов, участвующих в клеточной структуре олигодендроцитов — глиальных клеток, ответственных за миелинизирование нервных волокон в головном мозге и спинной мозг.

Чтобы создать миелин, олигодендроциты покрывают нервные волокна сотнями слоев собственной жировой клеточной мембраны, расширяя при этом площадь поверхности в 25–50 тысяч раз от первоначальной. Эта уникальная способность зависит от полной реорганизации структурного каркаса клеток, особенно актиновых нитей, которые имеют решающее значение для структуры и движения клеток.

«Клеточный механизм, необходимый для формирования этих сложных процессов миелинизации и питания этой сложной клетки, невероятен», — говорит Тал Ирам, автор исследования.

Чтобы понять роль SRF в формировании миелина, команда создала «нокаутные» модели — грызунов, у которых отсутствует SRF в олигодендроцитах мозга. У этих животных без SRF исследователи наблюдали резкое снижение уровня актиновых филаментов на ранних стадиях клеточной дифференцировки. Этот дефицит препятствовал способности клеток образовывать миелиновую оболочку вокруг аксонов.

Ученые также были удивлены, обнаружив, что потеря SRF запускает сигнатуру гена, ранее связанную со старением и нейродегенеративными заболеваниями, такими как болезнь Альцгеймера.

«Самым неожиданным открытием было то, что SRF, по-видимому, подавляет транскрипционную сигнатуру, связанную с заболеванием», — сказала Тал Ирам.

Это наблюдение связывает новые результаты с недавним открытием о том, что уровни SRF в олигодендроцитах снижаются с возрастом у мышей и что введение пожилым животным спинномозговой жидкости более молодых мышей может повысить активацию SRF.

Исследования могут привести к созданию новых методов лечения

Это исследование не только расширяет фундаментальное понимание учеными того, как миелин формируется в развивающемся мозге и сохраняет свою целостность во взрослом возрасте, но также предполагает, что воздействие на путь гена SRF может быть многообещающим подходом к лечению заболеваний, связанных с миелином.

Повышая активность SRF, предполагают исследователи, ученые смогут стимулировать миелинизацию, защищать ее от деградации или даже восстанавливать ее в контексте старения и неврологических заболеваний.

Исследование было опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.