Активность клеток мозга играет критическую роль в расстройств центральной нервной системы
Исследователи из Cedars-Sinai составили подробную карту молекулярной активности в головном и спинном мозге, которая отвечает за регулирование реакции организма на заболевания центральной нервной системы (ЦНС), такие как болезнь Альцгеймера, болезнь Хантингтона и травмы спинного мозга.
Исследование было сосредоточено на клеточных изменениях в астроцитах, специализированном типе опорных клеток в головном и спинном мозге. Эти клеточные изменения, известные под общим названием "реактивность", играют важнейшую роль в регулировании исходов заболеваний центральной нервной системы.
Впервые группа ученых представила доказательства того, что астроциты используют специализированные наборы молекул, называемые транскрипционными регуляторами, для формирования специфических для расстройства изменений в их молекулярных профилях.
Это открытие, подробно описанное в рецензируемом журнале Nature, может помочь в разработке широкого спектра новых методов лечения, направленных на специфическую активность астроцитов для лечения различных заболеваний центральной нервной системы, включая рассеянный склероз и инсульт.
"Интерес к воздействию на реактивность астроцитов в качестве стратегии лечения заболеваний ЦНС растет", - сказал Джошуа Бурда, доктор философии, ведущий и соавтор исследования, доцент кафедры биомедицинских наук и кафедры неврологии. "Понимание того, как координируются различные виды реакций астроцитов, и последствий манипулирования этими реакциями не только поможет нам лучше понять заболевания центральной нервной системы, но и может дать важнейшее понимание, которое позволит разработать лучшие методы лечения этих заболеваний"
Реактивность астроцитов является отличительной чертой практически всех травм и заболеваний нервной системы. Тем не менее, до сих пор мало что известно о том, что такое реактивность астроцитов, что ее вызывает, как она различается при разных заболеваниях и как эти различия регулируются.
Термин "реактивность" описывает удивительное разнообразие клеточных трансформаций астроцитов, каждая из которых включает изменения в экспрессии генов. Чтобы узнать больше о механизмах, контролирующих эти изменения экспрессии генов астроцитов, Бурда и его команда сначала разработали биоинформационный инструмент для выявления "транскрипционных регуляторов реактивности астроцитов" - специализированных молекул, определяющих экспрессию генов при различных неврологических травмах или заболеваниях.
Метод основан на консенсусе нескольких типов данных, включая вычислительные и биологические экспериментальные данные, которые должны быть согласованы для положительной идентификации этих специализированных молекул. Далее исследователи использовали генетический анализ для подтверждения транскрипционных регуляторов реактивности в качестве основного фактора, определяющего прогрессирование и исход заболеваний ЦНС.
В совокупности результаты этих исследований показали, что контроль изменений экспрессии генов реактивности является очень сложным. Команда ученых также впервые показала, как относительно ограниченный пул транскрипционных регуляторов может взаимодействовать для координации измененной экспрессии сотен или даже тысяч генов реактивности в астроцитах.
"Имея такой широкий набор данных, мы можем начать исследовать и связывать эти модульные пути регуляции генов астроцитов с конкретными аспектами и состояниями реактивности, связанными с многочисленными распространенными неврологическими расстройствами", - сказал Бурда. "В конечном счете, мы хотели бы использовать эту информацию для терапевтического усиления адаптивных реакций, одновременно уменьшая дезадаптивные аспекты реактивности астроцитов. Я также надеюсь, что наши результаты дадут толчок важным изменениям в том, как люди думают о реактивности астроцитов и изучают их".