Астроциты разрушают связи в головном мозге для поддержания нейропластичности

Ранее считалось, что фагоцитоз в мозге осуществляется только клетками микроглии


Развивающийся мозг по мере обучения и запоминания постоянно создает новые нейронные связи, называемые синапсами. Важные связи - те, которые используются неоднократно,  - поддерживаются и укрепляются, в то время как ненужные исчезают. Ранее было неясно, каким образом происходит разрушение ненужных синапсов в мозге взрослого человека.

Исследователи из Кореи  обнаружили механизм, лежащий в основе нейропластичности и, возможно, неврологических нарушений в мозге взрослых. Результаты научной работы представлены в журнале Nature.

«Данное открытие имеет большое значение для понимания того, как нейронные связи изменяются во время обучения и запоминания, а также при некоторых заболеваниях, - сказал ведущий автор исследования, профессор Вон-Сук Чанг. - Изменение числа синапсов тесно связано с распространенностью расстройств аутистического спектра, шизофрении, лобно-височной деменции».

Серое вещество в головном мозге содержит микроглию и астроциты, два вида клеток,  необходимых для обеспечения жизнедеятельности нейронов. Микроглия отвечает за уничтожение патогенов и погибших клеток, а астроциты поддерживают гомеостаз, помогая контролировать передачу сигналов между нейронами. Ранее считалось, что микроглия уничтожает ненужные синапсы в процессе фагоцитоза, то есть "поедает" их.

Новое исследование поставило под сомнение, что микроглия является первичным фагоцитом для синапсов. Используя новые технологии, доктор Чанг и коллеги впервые продемонстрировали, что именно астроциты, а не микроглия, постоянно устраняют избыточные и ненужные возбуждающие синаптические связи в мозге взрослых.

Исследователи разработали молекулярный датчик для обнаружения фагоцитоза синапсов глиальными клетками и количественно оценили, как часто и по какому типу разрушаются эти синапсы. Они также использовали указанное устройство в эксперименте с участием мышей. Животные были лишены гена MEGF10, который позволяет астроцитам уничтожать синапсы. Взрослые особи с нарушением астроцитарного фагоцитоза имели патологическое увеличение численности возбуждающих синапсов в гиппокампе. Это отразилось на снижении способности к обучению и запоминанию у мышей с отсутствием MEGF10.

«Мы продемонстрировали, что, по крайней мере, в области CA1 гиппокампа взрослого человека астроциты играют главную роль в разрушении синапсов, и их функция очень важна для контроля количества синапсов и нейропластичности», - сказал профессор Чанг.

По предварительным данным, астроциты удаляют синапсы в каждой области мозга с разной скоростью. Исследователи планируют изучить влияние различных факторов на указанные процессы. Они предполагают, что регулирование астроцитарного фагоцитоза для восстановления синаптических связей может быть новой стратегией в лечении различных заболеваний мозга.

 

doi.org/10.1038/s41586-020-03060-3
 


Еженедельный дайджест "Лечащего врача": главные новости медицины в одной рассылке

Подписывайтесь на нашу email рассылку и оставайтесь в курсе самых важных медицинских событий


поле обязательно для заполнения
поле обязательно для заполнения
поле обязательно для заполнения
поле обязательно для заполнения
Нажимая на кнопку Подписаться, вы даете согласие на обработку персональных данных





Актуальные проблемы

Специализации




Календарь событий:




Вход на сайт