تجد الخلايا العصبية مكانها في الجهاز العصبي النامي بمساعدة جزيء لزج

2 أيار 2006

تجد الخلايا العصبية مكانها في الجهاز العصبي النامي بمساعدة جزيء لزج

2 أيار 2006

لا جولا ، كاليفورنيا - يبدأ الدماغ ، تلك الشبكة الرائعة المكونة من مليارات الخلايا الموصلة ، بالتشكل مع نشأة الخلايا العصبية. يجب أن تنتقل معظم الخلايا العصبية لحديثي الولادة ، والتي تسمى أيضًا الخلايا العصبية ، من مكان ولادتها إلى الموضع الذي ستشغله في دماغ البالغين. حدد الباحثون في معهد سالك للدراسات البيولوجية جزيئًا معبرًا على سطح بعض الخلايا العصبية المهاجرة يساعدهم في العثور على موقعهم الصحيح على طول الطريق.

أفاد الباحثون في عدد 1 أبريل من مجلة علم الأعصاب أن انخفاض مستويات هذا البروتين ، وهو جزيء الالتصاق يسمى MDGA26 ، يمنع الخلايا العصبية التي تصنع هذا البروتين عادة من اتخاذ موقعها الصحيح ، مما يؤدي إلى تشوه الدماغ.

As دينيس DM أوليري، دكتوراه ، كبير مؤلفي الدراسة وأستاذ في مختبر البيولوجيا العصبية الجزيئية ، "إن تحديد المواقع العصبية المناسبة أمر ضروري لتطوير الأسلاك المناسبة ، وهو بدوره أمر بالغ الأهمية لإنشاء نظام عصبي طبيعي وفعال."

تهاجر الخلايا العصبية في جميع أنحاء الدماغ ، ولكن الهجرة مهمة بشكل خاص لتطور جزء من الدماغ يعرف باسم القشرة الدماغية. تقع القشرة مثل قلنسوة فوق بقية الدماغ وهي مسؤولة عن الإدراك الحسي ، والتفكير عالي المستوى ، واللغة عند البشر. في الثدييات ، الجزء الأكبر والأحدث من الناحية التطورية من القشرة ، هو الجددالقشرة ، تشريحيا من خلال طبقاتها الست الأفقية.

تتطور القشرة المخية الحديثة إلى الخارج من منطقة الخلايا الأساسية. من تلك المنطقة ، تهاجر الخلايا العصبية الزاحفة شعاعيًا نحو السطح أو الجزء "السطحي" من القشرة النامية ، مما يؤدي إلى ظهور بنية صفائحية. الخلايا العصبية التي تشكل الطبقتين 2 و 3 ، وهي محور الدراسة الحالية ، تولد أخيرًا ، ولذا يجب أن تشق طريقها عبر الخلايا الموجودة في الطبقات المشكلة مسبقًا للوصول إلى ما سيصبح الطبقات الخارجية. بدون MDGA1 ، تبدأ هذه الخلايا العصبية في الهجرة ولكنها تتعثر قبل أن تصل إلى وجهتها الطبيعية.

تم استنساخ جين MDGA1 وتمييزه أولاً في الفئران بواسطة O'Leary واثنين من زملاء ما بعد الدكتوراه السابقين ، E. David Litwack ، Ph.D. وماثياس جيسمان ، دكتوراه. أظهروا أن MDGA1 هو جزيء التصاق الخلية - وهو بروتين يمكّن الخلايا من الالتصاق بأسطح أخرى ، وهو أمر يجب أن تفعله إما للتحرك أو الجلوس بلا حراك وتفصيل الروابط. أظهروا أيضًا أن MDGA1 يتم التعبير عنه في مجموعات سكانية فرعية من الخلايا العصبية المهاجرة في جميع أنحاء الجهاز العصبي النامي ، بما في ذلك الخلايا العصبية للطبقة 2/3 في القشرة المخية الحديثة ، مما يشير إلى أن MDGA1 قد يكون مطلوبًا بالفعل للهجرة.

في الدراسة الحالية ، قام O'Leary و Akihide Takeuchi ، دكتوراه في الطب ، دكتوراه ، زميل ما بعد الدكتوراه والمؤلف الأول للدراسة ، باختبار هذه الفرضية. أظهروا أولاً أن الخلايا العصبية من الطبقة 2/3 تصنع بروتين MDGA1 أثناء هجرتها إلى وجهتها. بعد ذلك ، باستخدام تقنية جزيئية متطورة تسمى تداخل الحمض النووي الريبي ، قام باحثو سولك بإسكات الجين MDGA1. للقيام بذلك ، عملوا بشق الأنفس في الرحم جراحة على الفئران الجنينية - حقن جزيء RNA متداخل في البطين الجانبي ، وهو فراغ مملوء بالسوائل بجوار القشرة المخية الحديثة. دفع تطبيق تيار كهربائي الحمض النووي الريبي إلى الخلايا العصبية السلفية ، ثم ورثها لاحقًا ذريتها العصبية التي تشكل طبقة 2/3 وحجب قدرتها على صنع بروتين MDGA1.

عندما فحص Takeuchi و O'Leary القشرة المخية الحديثة بعد بضعة أيام عندما ولدت الفئران ، اكتشفوا أن جميع الخلايا العصبية التي تحتوي على الحمض النووي الريبي المتداخل تقريبًا قد توقفت في مواقع أعمق شاذة ، مما يشير إلى أن فقدان بروتين MDGA1 قد أعاق محاولتهم السفر بالكامل المسافة إلى الطبقة 2/3 ودعم الفرضية الأصلية. الهدف الآن هو تحديد كيف يتحكم MDGA1 في هجرة الخلايا العصبية وما هي العواقب طويلة المدى لفقدانها.

تم ربط وظيفة ضعف جزيئات التصاق الخلايا العصبية سابقًا بعيوب عصبية لدى البشر. ثبت أن جزيء التصاق الخلية المعروف باسم L1 يؤثر على هجرة الخلايا وتوضعها في أجزاء أخرى من الجهاز العصبي. تم الكشف عن طفرات عديدة في جين L1 البشري ؛ غالبًا ما يُظهر الأفراد المصابون بهذه الطفرات عيوبًا شديدة في تحديد المواقع العصبية والاتصال ، والتي تتجلى سريريًا في حالات مثل استسقاء الرأس والتخلف العقلي والشلل النصفي التشنجي.

يبقى أن نرى ما إذا كانت الطفرات في MDGA1 تؤدي إلى اضطرابات في الدماغ. قال أوليري: "هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به ، ويجب تطوير الأدوات المناسبة للقيام بهذا العمل ، ولكننا نشعر أن هذه الدراسات ستوفر في النهاية نظرة ثاقبة للاضطرابات العصبية التي لها أساسها في سوء تموضع الخلايا العصبية. "

معهد سالك للدراسات البيولوجية في لا جولا ، كاليفورنيا هو منظمة مستقلة غير ربحية مكرسة للاكتشافات الأساسية في علوم الحياة ، وتحسين صحة الإنسان ، وتدريب الأجيال القادمة من الباحثين. افتتح جوناس سالك ، دكتوراه في الطب ، الذي قضى لقاح شلل الأطفال على مرض شلل الأطفال المسبب للشلل في عام 1955 ، المعهد في عام 1965 بهدية أرض من مدينة سان دييغو وبدعم مالي من مسيرة الدايمز.