Астроцит или нейрон?

Группа исследователей из США, Италии, Франции и Великобритании на днях опубликовала в журнале Cerebral Cortex результаты детального исследования того, как переключается программа образования новых клеток между нейронами и астроцитами. Оказалось, что главную роль в определении судьбы стволовой клетки (станет ли она родоначальником нейронов, астроцитов или так и останется стволовой) играет белок Foxg1, причем механизм его действия одинаков у мыши и человека.

Зеленым показаны нейрональные стволовые клетки, а красным – зрелые астроциты, звездчатые глиальные клетки нервной системы. Credit: Cerebral Cortex Development Lab, SISSA


В ходе развития головного мозга и астроциты, и нейроны происходят из одной и той же группы стволовых клеток-предшественников коры мозга. Как определяется судьба стволовой клетки – станет ли она нейроном, астроцитом или останется после деления стволовой клеткой?

Согласно недавнему исследованию, один из ключевых белков, определяющих судьбу стволовой клетки – это белок Foxg1. Высокий уровень его экспрессии блокирует превращение стволовой клетки в астроцит, однако способствует самообновлению популяции стволовых клеток и образованию нейронов. Разумеется, Foxg1 не действует в одиночку: он управляет уровнем синтеза в клетке определенных транскрипционных факторов, а именно Couptf1, Sox9, Nfia и Zbtb20.

Ранее было известно, что в регуляторных областях генов этих транскрипционных факторов есть последовательности, которые распознаетFoxg1. Исследователи показали, что Foxg1 подавляет экспрессию этих транскрипционных факторов и блокирует превращение клетки в астроцит. Выяснилось также, что Foxg1 подавляет экспрессию белков, которые образуются в астроцитах и специфичны для клеток этого типа, а именно GFAP, S100b и Aqp4. Более того, Foxg1 не только непосредственно подавляет экспрессию «астроцитных» генов, но и опосредованно влияет на них, изменяя активность других белков, регулирующих их экспрессию. Когда же приходит время появляться астроцитам, уровень экспрессии Foxg1 в стволовых клетках падает.

Перечисленные выше результаты получены преимущественно на мышиных моделях. Однако, они не уникальны для грызунов: ученые показали, что те же механизмы переключения между образованием нейронов и астроцитов имеют место и в случае стволовых клеток коры головного мозга человека.

Так что, похоже, за переключением между нейронами и астроцитами стоит консервативный (по крайней мере для млекопитающих) механизм, главное действующее лицо которого – белок Foxg1.

 


Текст: Елизавета Минина

Foxg1 Antagonizes Neocortical Stem Cell Progression to Astrogenesis by Falcone, C., Santo, M., Liuzzi, G., Cannizzaro, N., Grudina, C., Valencic, E., … Mallamaci, A. in Cerebral Cortex (2019)., 1–16. https://doi.org/10.1093/cercor/bhz031

Делящиеся дубнинские астроциты

Нечасто картинка дня к нам приходит от читателей. На этой микрофотографии вы можете видеть деление астроцита в первичной культуре гиппокампа крыс. Как пишут авторы, первичная…

Как астроциты влияют на производство новых нейронов

У некоторых веществ, входящих в состав каких-либо внутриклеточных процессов, иногда обнаруживаются весьма интересные и неожиданные функции. Например, у белка нестина – компонента цитоскелета в астроцитах,…

Как нейроны астроциты учат

На этой флуоресцентной фотографии вы видите, как свеженародившиеся клетки Пуркинье в мозжечке (фиолетовые, читайте о них отдельную статью) выделяют особый белок, Sonic Hedgehog, для того…

«Дорогой мозг, пора бы тебе повзрослеть!»

Когда мы рождаемся, наш мозг обладает большой гибкостью. Наличие такой гибкости для роста и изменения дает незрелому мозгу способность адаптироваться к новому опыту и организовать свою…

Всем по нейрококтейлю

Сегодня перед вами – смесь из клеток мозга, разных не просто по типу, но и по возрасту. Зеленым светятся нейрональные стволовые клетки, из которых можно…

Дружеская поддержка для нейрона

Это изображение заняло третье место в конкурсе 2018 года среди сотрудников Института мозга Университета Квинсленда. На нем фиолетовым показаны глиальные клетки (астроциты), которые, помимо всех…

Изоляция в головном мозге

Перед вами фотография самых редко упоминаемых клеток головного мозга. Даже нами. Посудите сами, если про нейроны у нас масса статей, равно как и про астроциты,…

Каркас для астроцитов: с сосудами и в 3D

На этом снимке вы видите новое достижение биоинженерной мысли, 3D-пре-васкуляризированный скаффолд, который обрастают астроциты. Переведем на понятный русский: компания Prellis Biologics создала трёхмерный каркас, который снабжён…