Исследование, опубликованное в журнале Stem Cell Reports, указывает на специфический белок, известный как рецептор инсулина (INSR), который в изобилии присутствует в нервных стволовых клетках, расположенных в субвентрикулярной зоне мозга. Во время развития нервные стволовые клетки дают начало всей нервной системе, и они сохраняются во взрослом возрасте. В течение жизни эти нервные стволовые клетки производят новые нейроны иневрональные клетки, которые поддерживают инфраструктуру и функционирование мозга.
Отдельно ученые сделали еще одно открытие при исследовании опухолей головного мозга: INSR играет решающую роль в поддержании и поддержании популяции специализированных раковых клеток мозга, известных как стволовые клетки глиобластомы (GBM). Когда они инактивировали INSR в стволовых клетках GBM, они ингибировали рост этих примитивных опухолеобразующих клеток.
«Важно понять молекулярные механизмы, которые имеют решающее значение для роста и поддержания стволовых клеток мозга в условиях нормального и аномального роста, — говорит автор исследования Стивен Левисон, профессор неврологии на кафедре фармакологии, физиологии и неврологии и директор Лаборатории регенеративной нейробиологии в Ратгерсе. Медицинская школа Нью-Джерси. — Понимание сигналов, регулирующих эти примитивные клетки, может однажды привести к новым методам лечения мозговых расстройств».
Многие нейродегенеративные расстройства, такие как рассеянный склероз, болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера, связаны с разрушением клеток головного мозга, говорит соавтор Тереза Вуд, выдающийся профессор и заведующая кафедрой рассеянного склероза кафедры фармакологии, физиологии и неврологии Медицинской школы Рутгерса в Нью-Джерси Рена Уоршоу.
«Если бы мы могли повлиять на функционирование стволовых клеток мозга, то могли бы использовать эти знания для замены больных или мертвых клеток мозга живыми, что продвинуло бы лечение неврологических заболеваний и травм головного мозга», — сказал Вуд.
Клеточные рецепторы, такие как INSR, представляют собой белковые молекулы, которые находятся на поверхности клеток. Вещества, природные или созданные человеком, которые открывают «замок» рецептора, могут стимулировать клетку к делению, дифференцировке или гибели. Определив, какие рецепторы выполняют эти функции на конкретных типах клеток, и поняв их структуру и функции, ученые могут разработать вещества, которые действуют как ключи к рецепторам, чтобы включать или выключать их.
Предыдущие исследования этой исследовательской группы показали, что определенный «ключ», сигнальный белок, известный как инсулиноподобный фактор роста-II (IGF-II), необходим для поддержания нервных стволовых клеток в двух местах взрослого мозга, которые питают эти примитивные клетки. В текущем эксперименте ученые стремились идентифицировать рецептор. Для этого они использовали генетические инструменты, которые позволяли им удалять INSR и вводить флуоресцентный белок, чтобы отслеживать нервные стволовые клетки и клетки, которые они генерируют. Они обнаружили, что количество нервных стволовых клеток в субвентрикулярной зоне в мозге мышей отсутствовал коллапс INSR.
Нейрогенез взрослых — идея о том, что новые клетки образуются в мозге взрослых, — стала бурно развивающейся областью научных исследований с конца 1990-х годов, когда исследователи подтвердили то, что было только теорией, в лабораторных исследованиях мозга человека, приматов и птиц. Нервные стволовые клетки у взрослого человека — это стволовые клетки, которые могут самообновляться и производить новые нейроны и поддерживающие клетки мозга, олигодендроциты и астроциты.
«Учитывая широко распространенный интерес к стволовым клеткам, а также интерес к тому, могут ли изменения во взрослых стволовых клетках способствовать развитию рака, результаты наших исследований должны представлять интерес», — сказал Левисон.