Каждая клетка головного мозга имеет ядро, или центральный командный пункт. Ученые показали, что прохождение молекул через ядра астроцитов (звездоподобные клетки головного мозга) может сыграть решающую роль в здоровье и болезни. Исследование было опубликовано в журнале Nature Neuroscience.

ядерные поры в астроцитах Ученые открыли, что ядерные поры в астроцитах могут играть важную роль в головном мозге.

 

«Неожиданно мы обнаружили скрытый путь изучения того, как астроциты отвечают на повреждение и контролируют процессы головного мозга. Путь может быть общим для многих заболеваний мозга, и мы только начали следовать ним», — сказала Катерина Акассоглу, старший исследователь Института неврологических заболеваний Гладстона, профессор неврологии в Университете Калифорнии, Сан-Франциско, старший автор исследования.

Некоторые неврологические нарушения связаны с повышенными уровнями фактора роста TGF-бета, включая болезнь Альцгеймера и черепно-мозговую травму (ЧМТ). Предыдущие исследования обнаружили, что после ЧМТ астроциты вырабатывают большее количество рецептора нейротрофина p75 (p75NTR) – белка, который помогает клеткам обнаружить факторы роста. Эти клетки также реагируют на TGF-бета, изменяя свою форму и секретируя белки, которые изменяют активность нейронов.

Лаборатория доктора Акассоглу показала, что элиминация гена p75NTR предотвращает гидроцефалию у мышей, генетически измененных для наличия астроцитов, которые вырабатывают более высокие уровни TGF-бета. Гидроцефалия – это заболевание, при котором головной мозг заполняется избыточной спинномозговой жидкости. Элиминация гена p75NTR также предупреждает астроциты в головном мозге мышей от образования рубцов после повреждения и восстановляет гамма-колебания, которые являются характеристикой активности нейронов, связанной с обучением и памятью.

Клеточное ядро является шаром хромосом, обернутым в защитную жировую оболочку. В этом исследовании ученые открыли, что введение в астроциты TGF-бета освобождает небольшую часть белка p75NTR, чтобы связаться с нуклеопоринами – группой белков, которые регулируют прохождение молекул в ядро и из него. Их результаты показали, что связывание усиливает поток определенных важных молекул в ядро и позволяет астроцитам перейти в активное состояние.

«Это исследование подчеркивает важность комплекса пор ядра клетки в головном мозге и повышает вероятность того, что это может стать мишенью для лечения широкого круга неврологических нарушений», — сказал Джилл Моррис, руководитель программы Национального института неврологических нарушений и инсульта Национального института здоровья.

Ученые использовали микроскопы высокого разрешения, чтобы увидеть ядро астроцитов в действии. Поры ядер, которые не имеют гена p75NTR, были немного больше, чем в норме. Когда ученые вводили в астроциты TGF-бета, они увидели, что белки p75NTR связываются с нуклеопоринами и открывают поры. Это позволяло транспорт в ядро белка под названием Smad2, который важен для того, чтобы TGF-бета оказал свои эффекты на астроциты. В других экспериментах, ученые показали, что элиминация p75NTR из астроцитов блокирует транспорт Smad2 в ядра.

«Ядерные поры являются привратниками, а p75NTR, кажется, является ключом для открытия определенных ворот, — говорит доктор Акассоглу. – Мы обнаружили новые роли обеих игроков, и будем продолжать исследовать то, как комплекс ядерных пор контролирует развитие нейронов и заболевания».