Аутизм, эпилепсия и другие нервные расстройств могут быть связаны с дефицитом белка эфрина-B1, полагают специалисты из Калифорнийского университета в Ирвине. Этот белок вырабатывается в астроцитах, и его нехватка приводит к нарушению баланса возбуждения и торможения в нейронных цепях. Работа об этом опубликована в Journal of Neuroscience.
Микроскопическое изображение тканей мозга мыши. Зеленым выделены нейроны, красным — астроциты.
Целью авторов работы стал гиппокамп — область мозга, которая играет важную роль в обучении и социальных взаимодействиях — и его синапсы.
Каждый нейрон в мозге имеет возбуждающие и тормозящие синапсы. Баланс между возбуждением и торможением в нейронных цепях считается необходимым для функционирования цепи и ее стабильности. Он имеет важное значение для обработки информации в центральной нервной системе и играет роль в появлении многих неврологических расстройств, в том числе эпилепсии, расстройств аутистического спектра и шизофрении.
Внимание ученых привлек белок эфрин-B1, который содержится в клеточных мембранах и задействован в дифференциации клеток и нейрогенезе. Целью их исследования было определить, влияет ли сниженная или чрезмерная выработка эфрина-B1 в астроцитах — клетках мозга, регулирующих синаптические связи между нейронами — на формирование и созревание синапса в развивающемся гиппокампе, как такие изменения сказываются на балансе возбуждения и торможения и к каким эффектам это приводит.
Для исследования использовались специально выведенные линии мышей с пониженной и повышенной выработкой эфрина-B1. Оказалось, его нехватка приводит к изменению баланса возбуждения и торможения, из-за чего возникает гиперактивность нейронных цепей. Это приводит к тому, что мыши не стремятся контактировать друг с другом. Такое поведение свойственно для расстройств аутистического спектра, отмечают авторы работы.
Также они добавляют, что нарушение работы астроцитов приводит к патологиям развития нервной системы и нейродегенеративным заболеваниям.
«Как именно в астроцитах для контроля развития нейронных сетей используется эфрин-B1, еще предстоит изучить в будущих работах. Наши результаты открывают новые возможности для клинических исследований, так как нарушение торможения ранее уже связывалось с рядом расстройств, в том числе с аутизмом и эпилепсией», — говорит Ирина Этелл (Iryna Ethell), ведущий автор исследования.
Синапсы — строительные блоки нейронных сетей. Они — основополагающие элементы системы обработки информации в мозге. Возбуждающие синапсы облегчают нейронную активность, а тормозящие — затрудняют. Вместе это позволяет координировать реакции мозга, их скорость и выраженность.
Гиперактивность нейронных сетей, возникающая в результате потери функции тормозных синапсов, может привести к нарушениям работы нейронов и эпиприпадкам. Как автомобиль без тормозов, мозг без тормозящих нейронов не может нормально функционировать и становится гиперактивным, что приводит к потере контроля над организмом.
Исследователи рассчитывают, что дальнейшее изучение открытых механизмов позволит больше узнать о причинах аутизма и других заболеваний, а также найти новые способы их коррекции.
Текст: Алла Салькова
Astrocytic ephrin-B1 controls excitatory-inhibitory balance in developing hippocampus by Amanda Q Nguyen, Samantha Sutley, Jordan Koeppen, Karen Mina, Simone Woodruff, Sandy Hanna, Alekya Vengala, Peter W Hickmott, Andre Obenaus, Iryna M Ethell in Journal of Neuroscience
Наш мозг содержит триллионы синапсов – соединений, при помощи которых нейроны взаимодействуют друг с другом. В этих синапсах находятся сотни белков, обеспечивающих бесперебойную деятельность нервной…
Credit: Chair Markus Sauer / University of Würzburg На этом снимке из статьи в журнале Science Advsnces вы видите, что оптическая микроскопия сверхвысокого разрешения, которая способна…
Одна их важнейших черт головного мозга – это его пластичность. Как недавно выяснилось, она бывает двух видов. О том, что они из себя представляют и…
Исследователи из Школы медицины Университета Джонса Хопкинса в 2016 году сумели вырастить из стволовых клеток нейроны симпатический нервной клетки и показали, что они могут «налаживать…
Перед вами — очередной аргумент Сантьяго Рамон-и-Кахаля в вечном, кажется, его споре с Камилло Гольджи. Суть спора была проста: представляют ли собой нейроны единые клетки или…
Ученые из Боннского университета в Германии объяснили механизм развития одной из форм эпилепсии. Результаты исследования опубликованы в журнале Annals of Neurology. Эпилепсия — это хроническое неврологическое…
Ученые МФТИ вместе с коллегами из Нидерландов выяснили, как работает глутаматный транспортер архей. Он оказался похож на лифт, а результаты исследования помогут создать лекарства от…
Credit: Valdez Lab / Center for Translational Neuroscience / Brown University Перед вами — нервно-мышечные синапсы и один из трех типов шванновских глиальных клеток. Так называемые перисинаптические…
Гиппокамп – область мозга, в которой формируются новые воспоминания, и для этого критически важны как медленная, так и быстрая фазы сна. Кроме того, эта одна…
Клетки глиобластомы оказывают супрессивное действие на моноциты и макрофаги центральной нервной системы (ЦНС), в результате чего они становятся неэффективными в борьбе с опухолевым ростом. Ученые…
Credit: Wellcome Collections На сегодняшней картинке дня вы видите удивительную электронную микрографию, полученную методом криоскалывания (freeze fracture). Здесь видно пресинаптическую терминаль (в центре справа), заполненную…
Credit: Weizmann Institute of Science Перед вами — изображение из статьи 2016 года в топовом нейрожурнале, Nature Neuroscience, в котором авторы впервые применили оптогенетику не для включения…
И снова у нас клетки Пуркинье. Знаменитые гигантские ветви мозжечка, которые играют важную роль в координации движения. Точнее — клетка Пуркинье. Одна. И мы видим, какое…
Сегодня в нашей картинке дня снова фото из конкурса Elegance of Science. На этот раз мы видим конфокальный снимок исследователя Сараньи Канчи, который в своей…
