Mokslininkai jau daugelį metų žinojo, kad kraujagyslių gardelė maitina tinklainės ląsteles, kurios leidžia mums matyti, tačiau buvo paslaptis, kaip sukuriama sudėtinga struktūra.
Dabar UC San Francisco mokslininkai rado naujo tipo neuroną, kuris vadovauja jo formavimuisi.
Atradimas, aprašytas Ląstelėvieną dieną gali atsirasti naujų ligų, susijusių su sutrikusia akių ir smegenų kraujotaka, gydymo būdai.
„Tai pirmas kartas, kai kas nors matė tinklainės neuronus, naudojančius tiesioginį kontaktą su kraujagyslėmis, kad jie sudarytų šias tikslias 3D groteles“, – sakė Xin Duan, Ph.D., oftalmologijos docentas ir vyresnysis autorius. studijuoti. „Tai priartina prie galimybės juos pataisyti, kai jie sugadinti, arba pakeisti maršrutą, kai jie iš pradžių nebuvo pastatyti.
Baltymas, kuris jaučia netoliese esančių ląstelių buvimą
Tyrėjai dirbo su naujagimis pelėmis, kurių akims dar reikia kelių savaičių, kad visiškai išsivystytų. Kenichi Toma, mokslų daktaras, paženklino arčiausiai kraujagyslių esančius tinklainės neuronus baltymu, kuris ultravioletinėje šviesoje švyti žaliai, kad galėtų stebėti besiformuojančią gardelę.
Tada komanda nustatė neuronų pogrupį, vadinamą perivaskuliniais neuronais, kurie liečiasi ir supa augančias kraujagysles, nukreipdami juos į gardelę. Šie perivaskuliniai neuronai gamina baltymą, vadinamą PIEZO2, kuris leidžia jiems pajusti, kada jie liečia kitą ląstelę.
Pelių, kurios nesugebėjo gaminti PIEZO2, perivaskuliniai neuronai negalėjo palaikyti kontakto su kraujagyslėmis ir augo susipainiojus, netvarkingai, sutrikdžius kraujotaką.
Išalkusios deguonies, aplinkinės nervų ląstelės degradavo, o mutantės pelės buvo labiau pažeidžiamos į insultą panašių sužalojimų.
Duanas nustatė, kad šie neuronai vadovauja panašaus kraujagyslių tinklo formavimuisi smegenyse – smegenų dalyje, kuri yra susijusi su koordinavimu, kalba ir jutimo suvokimu.
„Faktas, kad matome tą patį modelį kartojantis smegenyse, reiškia, kad šios grotelės pažeidimas gali turėti įtakos daugeliui neurodegeneracinių ligų“, – sakė Toma.
Grupė bendradarbiavo su vystymosi biologu Arnoldu Kriegsteinu, MD, Ph.D., siekdama patvirtinti, kad perivaskuliniai tinklainės neuronai egzistuoja ir žmonėms.
3D vaizdas rodo, kaip susidaro gardelė
Daugumą iki šiol atliktų kraujagyslių ir nervų sistemų ryšio tyrimų ribojo technologija, leidžianti mokslininkams daryti tik dvimates nuotraukas.
Tačiau Duanas ir Toma gavo naudos iš naujos technikos, naudojant daugiafotoninę mikroskopiją, kurią sukūrė oftalmologijos docentas Tysonas Kimas, MD, Ph.D., kad padarytų 3D tinklainės kraujo tinklų vaizdus nepažeidžiant akių.
Kim padėjo Tomai sukurti besisukančius filmus, kurie užfiksavo grotelę iš visų kampų ir parodė, kaip ji sugedo, kai nėra PIEZO2.
„Jau kurį laiką norėjome bendradarbiauti ir tai buvo puiki galimybė“, – sakė Kim. „Tai iš tikrųjų buvo to, kam mes kiekvienas aistringas, santaka“.
Naujas būdas apsaugoti neuronus
Šie atradimai gali įkvėpti naujų neurodegeneracinių ligų gydymo būdų, užtikrinant, kad neuronai, kuriems reikia daug energijos, išlaikytų sveiką kraujo tiekimą.
„Daug žmonių bando suprasti, kaip galime auginti neuronus“, – sakė Duanas. „Tačiau kaip mes galime auginti sudėtingus kraujagyslių tinklus, reikalingus jiems palaikyti? Tai yra klausimas, į kurį mes bandome atsakyti.”