Naujas Sinsinačio universiteto mokslininkų atliktas tyrimas atskleidžia naują signalų perdavimo kelio smegenyse vaidmenį siekiant išlaikyti sveikatą ir užkirsti kelią uždegimui bei pažinimo sutrikimams.
UC Agnes (Yu) Luo, mokslų daktarė, yra atitinkama žurnale paskelbto tyrimo autorė Gamtos komunikacijosir sutelktas į signalizacijos kelią, vadinamą TGF-β, kuris atlieka daugybę vaidmenų, priklausomai nuo to, kur jis yra kūne.
Luo paaiškino, kad signalizacijos keliai organizme kontroliuoja skirtingas ląstelių funkcijas ir reikalauja dviejų komponentų: molekulės tipo, vadinamos ligandu, ir receptorių, prie kurių ligandas jungiasi ir kurį aktyvuoja, kad pradėtų signalizaciją.
Prieš šį tyrimą buvo žinoma, kad TGF-β signalizacijos kelias buvo svarbus smegenų imuninėse ląstelėse, vadinamose mikroglija, palaikant jų pusiausvyrą, tačiau jo vaidmuo palaikant pažinimo funkciją iš esmės nebuvo žinomas. Be to, tikslus TGF-β ligando šaltinis smegenyse taip pat nebuvo žinomas.
Luo teigė, kad mokslininkai naudojo moderniausius įrankius ir pirmą kartą nustatė, kad mikroglijos sudaro TGF-β ligandą smegenyse, kad išvengtų neurouždegimo.
„Mikroglijos ląstelės yra įgimtos smegenų imuninės ląstelės, ir mus labiausiai nustebino tai, kad kiekviena iš jų sukuria savo TGF-β ligandą“, – sakė Luo, UC Medicinos koledžo Molekulinių ir ląstelių biomokslų katedros profesorius ir pirmininko pavaduotojas. . „Šis TGF-β ligandas jungiasi prie receptorių pačioje mikroglijos ląstelėje ir jie naudoja šį signalą, kad išliktų homeostazėje. Šis savarankiškai pagamintas ligandas jungiasi prie ląstelės paviršiaus receptorių, kad kiekviena ląstelė būtų nuolat subalansuota, o ne uždegimo būsenoje“.
Nors anksčiau buvo žinoma, kad TGF-β signalizacija padeda išlaikyti mikroglijų pusiausvyrą, Luo teigė, kad nebuvo žinoma, kad mikroglijos patys ligandas sukuria „erdviniu ir tiksliai kontroliuojamu” būdu, kurį atlieka kiekviena atskira ląstelė, mechanizmas, vadinamas autokrininiu signalizavimu.
„Galite manyti, kad šios mikroglijos ląstelės tam tikra prasme yra „savanaudiškos“, nes jos tik sukuria ligandą, kad išlaikytų pusiausvyrą, o ne uždegtų“, – sakė magistrantas ir studijų bendraautorius Elliotas Wegmanas. „Taigi tai suteikia labai tikslų mechanizmą, leidžiantį reguliuoti vietines uždegimo būsenas smegenų mikroaplinkoje.”
Naudodama gyvūnų modelius, komanda taip pat nustatė, kad kai TGF-β ligandas yra genetiškai pašalintas iš mikroglijos, tai sukelia visuotinį neurouždegimą smegenyse.
„Tai rodo, kad neurouždegimas mikroglijoje yra pakankamas be kitų priežasčių, skatinančių pažinimo trūkumą“, – sakė Luo. „Mes parodome tiesioginę šių įvykių priežastį ir ryšį.”
Judant į priekį, komanda tirs, ar kognityviniai trūkumai gali būti sulėtinti, sustabdyti ar galimai pakeisti, padidinant TGF-β ligandą ir signalizacijos kelią smegenyse tokiomis sąlygomis, kai TGF-β signalizacija tampa pažeista.
„Tiriame, ar TGF-β signalizacijos kelio atkūrimas ir jo signalizacijos atgaivinimas gali pagerinti su liga ar amžiumi susijusį pažinimo trūkumą“, – sakė ji. „Ilgalaikis mūsų tyrimo tikslas yra modifikuoti smegenų aplinką, kad būtų geriau palaikomas neuronų išlikimas arba skatinamas smegenų atstatymas po sužalojimo ar pažeidimo.”