Глиальные клетки – «помощники» нейронов, которые обеспечивают их питательными веществами, убирают отходы и защищают от повреждений. Американские исследователи открыли новый механизм, с помощью которого эти вспомогательные игроки обнаруживают и реагируют на повреждение нейронов. Своим открытием ученые поделились в журнале Nature Communications.
Credit: Public domain
Нейроны взаимодействуют с помощью аксонов и дендритов: аксоны передают сигналы, а дендриты принимают сообщения. Некоторые дендриты делают это с помощью ресничек – небольших волосковидных структур, которые выполняют сенсорную функцию, воспринимая запахи, свет и другие стимулы.
Множество исследований посвящено тому, как глиальные клетки поддерживают форму аксонов. Но сравнительно мало работ о том, как глия защищает и поддерживает дендриты и их реснички. Однако известно, что поврежденные реснички, или цилии, лежат в основе группы заболеваний, называемых цилиопатиями. Цилиопатии могут затрагивать почти все органы и вызывать пороки развития мозга, неврологические нарушения, дегенерацию сетчатки, аномалии скелета, врожденные заболевания сердца, фиброз печени и поликистоз почек.
Исследователи из Рокфеллеровского университета решили изучить глию, дендриты и реснички нематоды C. elegans. Для этого они применили технологию CRISPR и создали нематод с поврежденными ресничками, а затем отслеживали работу глии с помощью флуоресцентной микроскопии. Затем чтобы выяснить, как глия реагирует на нормальные и поврежденные реснички, они секвенировали РНК и изучили изменения в экспрессии генов.
Было обнаружено, что глиальные клетки реагируют на поврежденные реснички, накапливая избыточные внеклеточные матричные белки и изменяя экспрессию генов. В частности, авторы исследования выявили новый сигнальный путь с участием нейронного белка DGS-1 и глиального белка FIG-1. Эти два белка, по мнению учёных, играют решающую роль в контроле целостности ресничек.
Глия (светло-зеленая) реагирует на потерю ресничек (темно-розовые) накоплением избыточного внеклеточного матрикса (темно-зеленый). Credit: The Rockefeller University
Результаты исследования расширяют понимание функций глии, что в будущем может применяться не только у нематод: ученые надеются перенести эти исследования на млекопитающих. Возможно, в будущем это открытие поможет создать терапию для пациентов, страдающих некоторыми цилиопатиями.
Текст: Вера Васина
Glia detect and transiently protect against dendrite substructure disruption in C. elegans by Varandas K. C. et al. Nature Communications, 2025.
