Стволовые нервные клетки: Нейральные стволовые клетки • Екатерина Грачева • Научная картинка дня на «Элементах» • Нейробиология |

Содержание

Нейральные стволовые клетки • Екатерина Грачева • Научная картинка дня на «Элементах» • Нейробиология

На этой фотографии изображен нейрон мыши (фиолетовый) на фоне его предшественников — нейральных стволовых клеток (см. Neural stem cell). Желтым обозначены ядра клеток, синим — цитоскелет. Снимок попал в категорию Images of Distinction престижного международного конкурса микрофотографии Nikon Small World 2020.

Из нейральных стволовых клеток (НСК) образуются все нейроны центральной нервной системы, а также клетки астроглии и олигодендроглии. НСК наиболее активны во время эмбрионального развития, когда формируется нервная система. Нервная пластинка, а затем нервная трубка состоят из одного слоя нейроэпителия (см. Neuroepithelial cell). Эти клетки — первичные нейральные стволовые клетки. Они делятся симметрично: одно деление приводит к образованию двух одинаковых клеток. В этом первое качество стволовых клеток — самообновление. Такое деление необходимо, чтобы наработать пул клеток, из которых будет развиваться нервная система.

Позднее клетки меняют свой стиль деления на асимметричное. Из одной клетки нейроэпителия при делении получается одна клетка нейроэпителия и одна клетка радиальной глии. В этом соблюдается еще одно свойство стволовых клеток — способность давать различные клетки. Клетки радиальной глии также относятся к нейральным стволовым клеткам. Они — источник нейронов, которые уже никогда не поделятся, клеток астроглии и промежуточных нейральных клеток-предшественников, которые могут поделиться еще раз или два, чтобы превратиться в нейроны или клетки глии. Кроме того, клетки радиальной глии работают как направители, помогая нейронам распределяться в растущей центральной нервной системе.

К моменту рождения в головном мозге млекопитающих присутствуют практически все нейроны, и практически не остается радиальной глии. За некоторыми исключениями.

В конце XIX–начале XX века великий гистолог Сантьяго Рамон-и-Кахаль написал: «После завершения развития источник роста и регенерации аксонов и дендритов безвозвратно высыхает. Во взрослых центрах нервные пути могут каким-то образом налаживаться, заканчиваться и оставаться неизменными. Всё может погибнуть, ничего не может быть восстановлено. Науке будущего предназначено изменить этот тяжелый приговор, если это будет возможно». Наука изменила.

Еще в 1960-х годах Джозеф Альтман (Joseph Altman) и Гопал Дас (Gopal Das) показали, что в мозге молодых крысят образуются новые нейроны. Аналогичный процесс наблюдали и у канареек. Источник этих нейронов был найден позже. У большинства млекопитающих после рождения новые нейроны образуются в двух участках головного мозга: на стенках боковых желудочков мозга (субвентрикулярной зоне) и в зубчатой извилине гиппокампа (в субгранулярной зоне). В этих местах остаются нейральные стволовые клетки (которые очень похожи на эмбриональную радиальную глию), которые и дают новые нейроны и клетки глии.

Нейроны из субвентрикулярной зоны мигрируют в обонятельную луковицу. Без них животным было бы тяжело тонко различать запахи и ассоциировать запахи с наградой. Нейроны, образовавшиеся в субгранулярной зоне, участвуют в работе зубчатой извилины. Они важны для формирования памяти, обучения и, возможно, играют функциональную роль в стрессе и депрессии. Образуются ли новые нейроны в головном мозге взрослого человека? Вероятно, да, но пока ученые не могут сойтись в едином мнении, каков вклад новых нейронов в нервную деятельность.

Но как восполнить нервные клетки, которые по каким-то причинам были утеряны в других участках центральной нервной системы? Идея пересаживать НСК для лечения нейродегенеративных заболеваний возникла еще в начале 2000-х годов. Так, НСК вводили крысам — моделям бокового амиотрофического склероза (БАС). Ученые показали, что клетки могут дифференцироваться в нейроны и глию и продлевать жизнь экспериментальным животным. Такие исследования стали основной клинических исследований, где уже пациентам с БАС вводили НСК в спинной мозг. Это привело к небольшому улучшению состояния пациентов. Проводились и клинические исследования по введению НСК пациентам с травмой спинного мозга, где наблюдались скромные, но положительные результаты.

К сожалению, в таких исследованиях к стандартным вопросам клеточной терапии, как например, будут ли стволовые клетки превращаться в нужные ткани, прибавляется важный вопрос: откуда взять нейральные стволовые клетки?

Ученым доступны различные клеточные линии нейральных стволовых клеток. НСК мышей получают из эмбрионального мозга или из субвентрикулярной и субгранулярной зоны взрослого мозга. Есть и линии НСК человека, которые получают из абортивного материала. Именно такие линии использовали в клинических исследованиях, упомянутых выше. Но получение таких линий разрешено не везде и связано с этическими вопросами. Кроме того, это клетки других организмов, а не самого пациента, и они могут вызвать нежелательный ответ организма на такое вторжение. Поэтому исследования в этом направлении теперь часто начинаются с использования эмбриональных стволовых клеток и индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (см. Нобелевская премия по физиологии и медицине 2012, «Элементы», 10.10.2012). Из них можно получить нейральные стволовые клетки и использовать их не только в клинических, но и фундаментальных исследованиях. Например, с помощью такого подхода получены модели эмбрионального мозга в миниатюре, которые можно использовать для исследования развития человеческой нервной системы и некоторых ее заболеваний в режиме реального времени (см. картинку дня «Карманная» модель мозга). А недавно на похожих моделях было показано, что SARS-CoV-2, по-видимому, способен заражать нейроны в головном мозге. Кроме того, НСК могут быть полезны при поиске новых препаратов.

До выращивания полноразмерного головного мозга, да и до доступного лечения с помощью нейральных стволовых клеток, нам еще далеко. Но догма Рамона-и-Кахаля разбита, а значит, один из главных барьеров на этом пути уже преодолен.

Фото © Nadia Efimova с сайта nikonsmallworld.com. Микрофотография получена с помощью конфокального микроскопа, увеличение 40×.

Екатерина Грачева

Что такое стволовые клетки?

Стволовые клетки способны становится любой клеткой в теле (организме). Одной из их главных особенностей является их способность к самообновлению или увеличению количества в организме. Стволовые клетки могут становиться клетками крови, сердечной ткани, кожи, мускулов, мозга и т.д.

Есть разные стволовые клетки, но все их виды имеют способность превращаться в разные виды клеток.

Вид стволовых клеток которыми богата пуповина такой же как и костный мозг. Этот тип клеток дает рост всем кровяным клеткам и является фундаментом нашей иммунной системы.

Красные кровяные тельца поставляют кислород.

Белые кровяные тельца борются с инфекциями.

Тромбоциты обеспечивают заживление тканей.

Пуповинная кровь остается в вене во время родов. Она богата стволовыми клетками и ее сохраняют для последующих медицинских нужд. Эти клетки способны лечить более 80 заболеваний и уже были использованы в качестве 30000 трансплантаций по всему миру.

 

Преимущества стволовых клеток из пуповинной крови

Стволовые клетки из пуповинной крови имеют огромное преимущество перед другими клетками (например по сравнению со стволовыми клетками из костной ткани): 

Легко собирать.

При заборе нет риска ни для матери, ни для ребенка.

Они легче приживаются в организме.

Снижают риск отторжения при пересадке ребенку и лучше приживаются при пересадке близким родственникам.

Снижается риск заражения при пересадке.

Способны преодолевать гематоэнцефалический барьер и дифференцироваться в нейроны и другие клетки головного мозга, которые могут играть важную роль при лечении некоторых заболеваний мозга.

Характеристика 3 и 4 выше, в связи с тем, что стволовые клетки пуповинной крови являются иммунологически незрелыми. И в перспективе это означает, что стволовые клетки пуповинной крови способны на «обучение» функционировать нужным образом, поэтому они больше способны к взаимодействию к другим клеткам инородного тела.

Вышеуказанная 5 характеристика является причиной, почему стволовые пуповинной крови клетки окрестили «привилегированные», потому что они еще не подвержены воздействию большинства заболеваний и загрязнений окружающей средой, что лучше использовать при трансплантации , по сравнению со стволовыми клетками из костной ткани взрослого человека.

Наиболее важно и то, что эти клетки идеально подходят для пересадки именно Вашему ребенку и подходят его ближайшим родственникам в соотношении 1 к 4 (25%). Еще очень важно заметить, что идеальное совпадение не гарантирует, что они будут полезны при лечении всех заболеваний.

Вирус Трансплантат против хозяина (РТПХ), может возникать непредсказуемо, когда клетки донора начинают атаковать получателя трансплантата и это может быть смертельным, по разным оценкам, это происходит в 60-80 процентов трансплантаций, где донор и реципиент не являются родственниками.

Про стволовые клетки из пуповинной ткани.

Пуповинная ткань сама по себе — это богатый источник стволовых клеток называемых мезенхимальными. У мезенхимальных стволовых клеток есть много уникальных функций, включая способность ингибировать воспаление после повреждения ткани, секретировать факторы роста, которые способствуют репарации тканей, а также дифференцироваться во многие другие типы клеток, включая нервные клетки, костные клетки, жировые клетки и хрящи. Мезенхимальные стволовые клетки все чаще используются в регенеративной медицине для широкого диапазона применений, включая болезни сердца и почек, ALS, заживление ран и лечении аутоиммунных заболеваний.

Вся информация, представленная на сайте на русском языке, носит справочный характер и не может быть использована в медицинских или иных целях

нервных стволовых клеток | биология

нервные стволовые клетки

Просмотреть все материалы

Связанные темы:: нервная система
нейроглия
нейрон
взрослая стволовая клетка

См. все связанные материалы →

нейральная стволовая клетка , преимущественно недифференцированная клетка, происходящая из центральной нервной системы. Нервные стволовые клетки (НСК) могут давать потомство клеток, которые растут и дифференцируются в нейроны и глиальные клетки (ненейрональные клетки, которые изолируют нейроны и увеличивают скорость, с которой нейроны посылают сигналы).

В течение многих лет считалось, что мозг представляет собой замкнутую фиксированную систему. Даже известный испанский нейроанатом Сантьяго Рамон-и-Кахаль, получивший Нобелевскую премию по физиологии в 1906 году за установление нейрона в качестве основной клетки мозга, не знал о механизмах нейрогенеза (образования нервной ткани) на протяжении всей своей выдающейся карьеры. . Во второй половине 20-го века было сделано лишь несколько открытий, в первую очередь на крысах, птицах и приматах, которые намекали на способность клеток мозга к регенерации. За это время ученые предположили, что, как только мозг был поврежден или начал ухудшаться, он не мог регенерировать новые клетки так, как другие типы клеток, такие как клетки печени и кожи, способны регенерировать. Считалось, что создание новых клеток головного мозга во взрослом мозге невозможно, поскольку новая клетка никогда не могла полностью интегрироваться в существующую сложную систему мозга. Не было до 1998, НСК были обнаружены у людей, впервые обнаруженные в области мозга, называемой гиппокампом, которая, как известно, играет важную роль в формировании воспоминаний. Позже также было обнаружено, что НСК активны в обонятельных луковицах (область, обрабатывающая запахи) и бездействуют и неактивны в перегородке (область, обрабатывающая эмоции), стриатуме (область, обрабатывающая движения) и спинном мозге.

Подробнее по этой теме

стволовые клетки: нервные стволовые клетки

Исследования показали, что в головном мозге также есть стволовые клетки. У млекопитающих после рождения образуется очень мало новых нейронов, но некоторые нейроны…

Сегодня ученые исследуют фармацевтические препараты, которые могли бы активировать спящие НСК в случае повреждения участков, в которых расположены нейроны. Другие направления исследований направлены на то, чтобы выяснить, как пересадить НСК в поврежденные участки и заставить их мигрировать по поврежденным участкам. Другие исследователи стволовых клеток стремятся взять стволовые клетки из других источников (например, эмбрионов) и повлиять на развитие этих клеток в нейроны или глиальные клетки. Наиболее спорными из этих стволовых клеток являются те, которые получены из человеческих эмбрионов, которые необходимо уничтожить, чтобы получить клетки. Ученым удалось создать индуцированные плюрипотентные стволовые клетки путем перепрограммирования взрослых соматических клеток (клеток организма, исключая сперматозоиды и яйцеклетки) путем введения определенных регуляторных генов. Однако создание перепрограммированных клеток требует использования ретровируса, и, следовательно, эти клетки могут привносить в организм пациентов опасные вирусы, вызывающие рак. Эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) обладают удивительным потенциалом, поскольку они способны превращаться в клетки любого типа, обнаруженные в организме человека, но необходимы дальнейшие исследования для разработки более совершенных методов выделения и получения ЭСК.

Восстановление после инсульта — это одна из областей исследований, в которой было открыто многое о перспективах и сложностях терапии стволовыми клетками. К терапии стволовыми клетками можно применить два основных подхода: эндогенный подход и экзогенный подход. Эндогенный подход основан на стимуляции взрослых НСК в собственном теле пациента. Эти стволовые клетки обнаружены в двух зонах зубчатой извилины (часть гиппокампа) головного мозга, а также в стриатуме (часть базальных ганглиев, расположенная глубоко внутри полушарий головного мозга), неокортексе (внешняя толща коры головного мозга). сильно извитая кора головного мозга) и спинной мозг. В моделях на крысах после инсульта вводили факторы роста (вещества, опосредующие рост клеток), такие как фактор роста фибробластов-2, фактор роста эндотелия сосудов, нейротрофический фактор головного мозга и эритропоэтин, чтобы вызвать или усилить нейрогенез. тем самым предотвращая повреждение головного мозга и стимулируя функциональное восстановление. Наиболее многообещающим фактором роста в моделях крыс был эритропоэтин, который способствует пролиферации нервных клеток-предшественников и, как было показано, вызывает нейрогенез и функциональное улучшение после эмболического инсульта у крыс. За этим последовали клинические испытания, в которых эритропоэтин вводили небольшой выборке пациентов с инсультом, у которых в конечном итоге наблюдалось значительное улучшение по сравнению с людьми из группы плацебо. Эритропоэтин также показал многообещающие результаты у пациентов с шизофренией и у пациентов с рассеянным склерозом. Однако необходимо провести дальнейшие исследования на больших группах пациентов, чтобы подтвердить эффективность эритропоэтина.

Терапия экзогенными стволовыми клетками основана на экстракции, культивировании in vitro и последующей трансплантации стволовых клеток в области мозга, пораженные инсультом. Исследования показали, что взрослые НСК могут быть получены из зубчатой извилины, гиппокампа, коры головного мозга и подкоркового белого вещества (слоя под корой головного мозга). Фактические исследования по трансплантации были проведены на крысах с повреждением спинного мозга с использованием стволовых клеток, которые были взяты биопсией из субвентрикулярной зоны (области, лежащей под стенками заполненных жидкостью полостей головного мозга или желудочков) взрослого мозга. К счастью, функциональных нарушений в результате биопсии не выявлено. Также были проведены исследования на крысах, которым ЭСК или нейральные стволовые клетки эмбрионального происхождения и клетки-предшественники (недифференцированные клетки, похожие на стволовые клетки, но с более узкой способностью к дифференцировке) трансплантировали в области мозга, поврежденные в результате инсульта. В этих исследованиях пересаженные НСК успешно дифференцировались в нейроны и глиальные клетки, и наблюдалось некоторое функциональное восстановление. Однако основное предостережение относительно экзогенной терапии заключается в том, что ученым еще предстоит полностью понять основные механизмы дифференцировки клеток-предшественников и их интеграции в существующие нейронные сети. Кроме того, ученые и клиницисты еще не знают, как контролировать пролиферацию, миграцию, дифференцировку и выживание НСК и их потомства. Это связано с тем, что НСК частично регулируются специализированной микросредой или нишей, в которой они находятся.

Также проводились исследования гемопоэтических стволовых клеток (ГСК), которые обычно дифференцируются в клетки крови, но также могут быть трансдифференцированы в нервные клетки. Эти ГСК могут быть обнаружены в костном мозге, пуповинной крови и клетках периферической крови. Интересно, что было обнаружено, что эти клетки спонтанно мобилизуются при определенных типах инсульта, а также могут дополнительно мобилизоваться гранулоцитарным колониестимулирующим фактором (G-CSF). Исследования G-CSF на крысах показали, что он может привести к функциональному улучшению после инсульта, и клинические испытания на людях кажутся многообещающими. Экзогенные исследования также проводились на крысах с ГСК. ГСК вводили локально в место повреждения в некоторых исследованиях или системно путем внутривенной трансплантации в других исследованиях. Последняя процедура просто более осуществима, и, по-видимому, наиболее эффективными являются ГСК, полученные из периферической крови.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

Исследования, проведенные в области лечения эпилепсии и болезни Паркинсона стволовыми клетками, также демонстрируют перспективность и сложность правильного культивирования стволовых клеток и введения их в живую систему. Что касается ЭСК, исследования показали, что они способны дифференцироваться в дофаминергические нейроны (нейроны, которые передают или активируются дофамином), спинальные двигательные нейроны и олигодендроциты (ненейронные клетки, связанные с образованием миелина). В исследованиях, направленных на лечение эпилепсии, нейронные предшественники мышиных эмбриональных стволовых клеток (ESN) были трансплантированы в гиппокамп крыс с хронической эпилепсией и контрольных крыс. После трансплантации не было обнаружено различий в функциональных свойствах СЭС, так как все они проявляли синаптические свойства, характерные для нейронов. Тем не менее, еще предстоит выяснить, обладают ли ESN способностью выживать в течение длительного времени в эпилептическом гиппокампе, дифференцироваться в нейроны с надлежащими функциями гиппокампа и подавлять дефицит обучения и памяти при хронической эпилепсии. С другой стороны, уже наблюдалось, что НСК выживают и дифференцируются в различные функциональные формы нейронов у крыс. Однако неясно, могут ли НСК дифференцироваться в различные функциональные формы в соответствующих количествах и могут ли они должным образом образовывать синапсы с гипервозбудимыми нейронами, чтобы ингибировать их, тем самым сдерживая судороги.

Лечение болезни Паркинсона также многообещающе и сталкивается с аналогичными трудностями. Были проведены клинические исследования по трансплантации мезэнцефальной ткани плода человека (ткань, полученная из среднего мозга, которая является частью ствола мозга) в полосатое тело пациентов с болезнью Паркинсона. Однако доступность этой ткани ограничена, что делает трансплантацию ЭСК более привлекательной. Действительно, исследования уже показали, что трансплантируемые дофаминергические нейроны — тип нейронов, пораженных болезнью Паркинсона, — могут быть получены из ЭСК мыши, примата и человека. Однако одно существенное различие между ЭСК мыши и человека заключается в том, что ЭСК человека требуется гораздо больше времени для дифференцировки (до 50 дней). Кроме того, программы дифференциации ЭСК человека требуют введения сыворотки животных для размножения, что может нарушать определенные медицинские правила в зависимости от страны. Исследователям также необходимо найти способ заставить дофаминергические клетки-предшественники, полученные из ЭСК, выживать в течение более длительного периода времени после трансплантации. Наконец, существует проблема чистоты клеточных популяций, полученных из ЭСК; все клетки должны быть сертифицированы как дофаминергические клетки-предшественники, прежде чем их можно будет безопасно трансплантировать. Тем не менее, методы дифференциации и очистки улучшаются с каждым исследованием. Действительно, создание больших банков чистых и специфических клеточных популяций для трансплантации человека остается достижимой целью.

Майкл Ругнетта

Что такое нервные стволовые клетки и почему они важны? · Frontiers for Young Minds

Abstract

Сколько себя помнит, люди замечали, что мозг имеет ограниченную способность к заживлению после травмы. Принято считать, что это частично связано с неспособностью мозга производить новые клетки. Затем исследователи заметили, что есть две особые области мозга, которые действительно производят новые клетки даже у взрослых. Клетки из этих двух особых областей называются нервными стволовыми клетками, и теперь ученые усердно работают над тем, чтобы определить, как их особые свойства можно использовать для лечения различных типов повреждений головного мозга.

Что такое клетки?

Вы, наверное, слышали, что люди состоят в основном из воды. Так почему бы нам не рухнуть в лужи на земле? Это связано с тем, что человеческое тело состоит из различных типов клеток — клеток кожи (которые действительно плоские), клеток сердца (которые бьются — по-настоящему!), и клеток мозга (которые передают информацию), чтобы назвать несколько. У клеток (рис. 1) есть важная особенность, которая не дает нам свалиться в лужи на земле: у них есть внешняя мембрана, состоящая из особых молекул жира, которая не дает воде вытечь наружу! Внутри клеток есть более жировые мембранные компартменты, называемые «органеллами», у каждого из которых есть своя важная работа. Одной из важнейших органелл является ядро. Вот где генетическая информация в виде 9Обнаружено 0015 дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) . Ядро контролирует, какие разные белки экспрессируются в каждом типе клеток. Белки заняты работой в клетке, потому что они выполняют важную работу, позволяя клетке делать то, что ей нужно!

Рисунок 1. Нейроны — это один из типов клеток , внутри которых находится множество органелл, каждая из которых выполняет очень важную функцию.
Например, внутри ядра инструкции по производству белков хранятся в виде ДНК.

Какие типы «специализированных» клеток есть в нашем мозгу?

В головном мозге существует несколько типов « специализированных » клеток, таких как нейроны (рис. 1), олигодендроциты и астроциты (рис. 2). Мы называем эти клетки специализированными , потому что они имеют разные формы и свойства, предназначенные для того, чтобы эти клетки могли выполнять определенные функции. Нейроны с их отростками, называемыми «дендритами» и «аксонами», позволяют различным областям нашего мозга общаться друг с другом и позволяют мозгу общаться (и контролировать) с остальным телом, что позволяет нам двигаться и двигаться. чувствовать изменения в нашем окружении. Нейроны передают и принимают информацию. Олигодендроциты обвивают нейроны, обеспечивая поддержку, которая позволяет нейронам быстро передавать эту информацию. Астроциты (звездчатые клетки) поддерживают нервную систему, обеспечивая питание и регулируя то, что может попасть в мозг из остального тела.

Рис. 2. Нервные стволовые клетки способны к «самообновлению».
Это означает, что они могут дать начало другой стволовой клетке. Однако нейральные стволовые клетки также могут стать нейронами, астроцитами или олигодендроцитами при обработке соответствующими факторами роста.

Что такое стволовые клетки и что означает «стволовая» часть?

Стволовые клетки представляют собой незрелые или « неспециализированные » клетки. Подобно чистому листу бумаги, они подобны пустым клеткам, которые могут стать различными типами специализированных клеток. Стволовые клетки могут продолжать делиться, пока они живы (мы говорим, что они «самообновляющиеся»), и у них есть две важные особенности: они могут создавать другие стволовые клетки и могут становиться несколькими типами более специализированных клеток (рис. 2). . В мозгу у нас есть нервные стволовые клетки. Это означает, что эти нейральные стволовые клетки могут давать начало нейронам, астроцитам или олигодендроцитам. В мозгу эмбриона много стволовых клеток, потому что нервные стволовые клетки дают начало всем типам клеток мозга; большинство клеток головного мозга рождаются на стадии эмбриона. Интересно, что нейральные стволовые клетки сохраняются в головном мозге даже во взрослом возрасте, где они расположены в определенных частях мозга (рис. 3).

Рисунок 3
На этом виде сбоку человеческого мозга показано расположение областей мозга, называемых гиппокампом и боковыми желудочками, глубоко внутри мозга. Ученые обнаружили нервные стволовые клетки в этих двух областях мозга.

История термина «стволовая клетка» довольно сложна. Упрощенная аналогия состоит в том, чтобы думать о стволе дерева, из которого растут все различные ветви. Точно так же стволовая клетка представляет собой клетку, из которой возникают все различные типы специализированных клеток.

Когда исследователи впервые обнаружили стволовые клетки в мозге взрослого человека?

Открытие стволовых клеток во взрослом мозге заняло несколько десятилетий, и в нем участвовало много разных ученых (рис. 4). Здесь мы приводим краткое изложение нескольких важных открытий. Обратите внимание, что многие другие группы и исследования также внесли важный вклад, и их также можно найти, изучив литературу. В 1960-х годах два исследователя, работавшие вместе, д-р Джозеф Альтман и д-р Гопал Д. Дас, представили ранние доказательства присутствия нейральных стволовых клеток в головном мозге [1, 2], а затем несколько других исследователей в 19-м веке.80-х [3, 4]. Когда две разные группы смогли фактически выделить стволовые клетки из мозга и продемонстрировать, что эти клетки проявляют свойства стволовых клеток, описанные выше, ученые действительно начали обращать на это внимание.

Рис. 4. Эта временная шкала показывает, когда были сделаны новаторские открытия в области исследования нервных стволовых клеток.
Эти вклады заложили основу для сегодняшних достижений в этой области.

Доктор Салли Темпл выделила стволовые клетки из эмбриональных мозгов крыс в 1989 г. [5], и ей удалось вырастить их в чашках для культивирования клеток в лаборатории. Некоторые из найденных ею стволовых клеток могут стать нейронами, а другие стволовые клетки могут стать астроцитами. Все стволовые клетки могут производить больше нервных стволовых клеток. Ее работа натолкнула ученых на мысль, что подобные стволовые клетки можно найти в эмбриональном мозге других млекопитающих, в том числе человека. В 1992 г. д-р Брент Рейнольдс и д-р Сэмюэл Вайс показали, что мозг взрослых мышей также содержит стволовые клетки [6]. Они вырастили клетки из мозга взрослых мышей в чашке с некоторыми важными молекулами, называемыми «факторами роста» (веществами, которые заставляют клетки расти и делиться). Они показали, что в присутствии этих факторов роста изолированные клетки могут как самообновляться, так и становиться нейронами или астроцитами, т. е. нервными стволовыми клетками. Опираясь на эти результаты, исследователи недавно провели эксперименты, чтобы точно определить, когда новые нейроны рождаются из нейральных стволовых клеток в мозгу взрослых крыс [7] и людей [8], что позволило нам еще больше узнать об этом типе стволовых клеток. включая важные различия между людьми и грызунами, которые выходят за рамки этой статьи.

Как дополнительная информация о нервных стволовых клетках может помочь нам лечить травмы или заболевания головного мозга?

Ученые активно изучают, как нейральные стволовые клетки (либо уже существующие в мозге, либо выращенные в лаборатории, либо взятые из другого мозга) могут помочь в лечении таких вещей, как инсульт (когда нормальный приток крови к мозгу прекращается и, следовательно, клетки не может получать достаточное количество питательных веществ и кислорода), повреждение спинного мозга и болезнь Паркинсона (заболевание, при котором клетки, участвующие в контроле движений тела, постепенно перестают работать и умирают). Нервные стволовые клетки в мозге очень чувствительны к изменениям. Например, после черепно-мозговой травмы нейральные стволовые клетки будут проходить через ткань мозга прямо к месту травмы. Мы знаем, что это на самом деле улучшает выздоровление [9].], потому что, когда ученые препятствуют перемещению стволовых клеток к месту повреждения, восстановление происходит намного хуже [10]. Механизмы, объясняющие, как и почему стволовые клетки помогают восстановиться после черепно-мозговой травмы, являются важной и активной областью исследований. Нервные стволовые клетки также поражаются при некоторых заболеваниях головного мозга, таких как болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера . При этих заболеваниях нейральные стволовые клетки, по-видимому, имеют более низкую скорость пролиферации и менее вероятно, что они станут полностью развитыми и здоровыми нейронами.

Ученые также могут вводить стволовые клетки из другого источника в организм (через кровоток или непосредственно в головной или спинной мозг) и смотреть, улучшается ли восстановление после черепно-мозговой травмы. Несколько исследовательских групп работают над деталями этого лечения и тщательно изучают результаты. В конце концов, если либо потенцирование нейральных стволовых клеток, находящихся в головном мозге, либо перенос клеток, выращенных в лаборатории, станет успешным и воспроизводимым , у врачей появятся лучшие методы лечения нескольких различных типов травм или нарушений головного мозга. Тем временем, благодаря очень важному открытию нервных стволовых клеток; мы будем продолжать понимать мозг, его функции и разрабатывать различные способы сделать его более здоровым.

Глоссарий

Клетка : ↑ Наименьшая единица жизни, состоящая из закрытого мембраной мешочка, содержащего органеллы, обеспечивающие выживание.

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) : ↑ (/де-окси-рибо-нуклеиновая + кислота) Код инструкции, содержащийся в каждой клетке, который сообщает клетке, как строить и поддерживать организм.

Специализированные : ↑ Тип клетки, которая приспособилась выполнять определенные функции, изменяя свою форму и структуру.

Неспециализированные : ↑ Клетка в незрелом состоянии с потенциалом стать специализированным типом клетки. Эти клетки подобны чистому листу бумаги.

Эмбриональный : ↑ Очень ранняя стадия развития, когда организм только начинает формировать основные структуры органов и систем.

Болезнь Альцгеймера : ↑ (/альт-жи-мерц/ + болезнь) Заболевание головного мозга, приводящее к потере памяти и психическим расстройствам.

Скорость размножения : ↑ Насколько быстро увеличивается число клеток при их размножении.

Потенцирование : ↑ Чтобы увеличить силу, функцию или реакцию живого субъекта или объекта.

Воспроизводимый : ↑ Относится к способности повторять задачу и каждый раз получать один и тот же результат.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Ссылки

[1] ↑ Altman, J., and Das, G.D. 1965. Ауторадиографические и гистологические доказательства постнатального нейрогенеза гиппокампа у крыс. Дж. Комп. Нейрол. 124(3):319–35. doi:10.1002/cne.0303

[2] ↑ Altman, J., and Das, G.D. 1966. Ауторадиографические и гистологические исследования постнатального нейрогенеза. I. Продольное исследование кинетики, миграции и трансформации клеток, содержащих тритиевый тимидин, у новорожденных крыс со специальной ссылкой на постнатальный нейрогенез в некоторых областях мозга. Дж. Комп. Нейрол. 126 (3): 337–89.

[3] ↑ Goldman, S.A., and Nottebohm, F. 1983. Нейрональная продукция, миграция и дифференцировка в голосовом ядре мозга взрослой самки канареек. проц. Натл. акад. науч. США 80 (8): 2390–4. doi:10.1073/pnas.80.8.2390

[4] ↑ Каплан М.С. и Белл Д.Х. 1984. Митотические нейробласты в 9-дневном и 11-месячном гиппокампе грызунов. Дж. Нейроски. 4(6):1429–41.

[5] ↑ Temple, S. 1989. Деление и дифференцировка изолированных бластных клеток ЦНС в микрокультуре. Природа 340 (6233): 471–473. дои: 10.1038/340471a0

[6] ↑ Reynolds, B.A., and Weiss, S. 1992. Получение нейронов и астроцитов из изолированных клеток центральной нервной системы взрослых млекопитающих. Наука 255 (5052): 1707–10. doi:10.1126/наука.1553558

[7] ↑ Кэмерон, Х.А., Вулли, К.С., Макьюен, Б.С., и Гулд, Э. 1993. Дифференциация новорождённых нейронов и глии в зубчатой извилине взрослой крысы. Неврология 56 (2): 337–44. дои: 10.1016/0306-4522(93)90335-D

[8] ↑ Эрикссон П. С., Перфильева Э., Бьорк-Эрикссон Т., Алборн А. М., Нордборг К.