Почему в роговице нейроны есть, а миелина нет?

27 ноября 2020

Американским исследователям удалось заглянуть внутрь глиальных клеток роговицы и обнаружить кое-что интересное. Они не только установили, чем эта глия отличается от другой периферической глии, но и выяснили, за счет чего достигается потрясающая прозрачность передней границы глазного яблока. Подробности – в журнале Journal of Neuroscience Research.

Визуализация аксонов и шванновских клеток в роговице. Илл из обсуждаемой статьи

Роговица – чрезвычайно чувствительная часть глазного яблока, насыщенная нервными окончаниями. Она окутывает его с внешней стороны в области зрачка и первой встречается с окружающей средой, реагируя на попадание в глаз инородных тел, что сопровождается жжением, слезотечением и другими неприятными ощущениями. Все это направлено на защиту глаза, и потому сохранение этих рефлексов, в том числе роговичного (закрытие глаза в ответ на раздражение роговицы), считается крайне важным для нормального функционирования органа зрения.

Как и в любом другом отделе тела, иннервируемом периферической нервной системой (ПНС), в роговице есть как нейроны, так и глиальные клетки, которые должны формировать миелиновое волокно. В ПНС эту роль исполняют шванновские клетки. Однако, особенность роговицы в том, что именно в ней нет миелина. Тогда встает вопрос, какая функция досталась шванновским клеткам. Оказалось, что этот вопрос до сих пор изучен крайне слабо. Более того, роговица по своей клеточной структуре неоднородна в своей центральной и периферической частях, а, соответственно, клетки даже в пределах одной небольшой структуры могут экспрессировать разные гены.

Знание этих особенностей может значительно продвинуть офтальмологию и улучшить восстановление глаза после оперативных вмешательств, ускорить регенерацию и, таким образом, поднять качество жизни людей, которым пришлось пройти сквозь глазную хирургию. Так, исследователи из нескольких американских институтов воспользовались молекулярным анализом последовательности одноклеточной РНК, чтобы разобраться, какова роль глии роговицы.

Миелин необходим для ускорения передачи электрического сигнала между нервными клетками. Однако за счет плотной структуры он бы мешал пропусканию света сквозь роговицу на сетчатку, потому шванновские клетки здесь потеряли способность продуцировать миелин, благодаря чему были названы немиелинизирующими. Они наоборот помогают оптимизировать фокусировку света и повышают прозрачность роговицы.

Исследователям даже удалось заглянуть в работу генов каждой шванновской клетки и выяснить, что экспрессия генов в них на периферии и в центре различается. Соответственно, и подход к восстановлению роговицы в ее разных частях может быть разным.

А еще ученые обнаружили гены, которые не активны в шванновских клетках других частей организма, но экспрессируются исключительно в роговице. Вероятно, их изучение поможет ответить на вопрос об уникальной прозрачности глиальных роговичных клеток.

В офтальмологической практике известно несколько заболеваний, которые способны поражать роговицу, и при всех понимание ее устройства крайне важно. Например, так называемый «сухой глаз». Временная сухость глаз – обычное явление, но у некоторых это может вылиться в хроническую форму, при которой нервы роговицы постоянно раздражаются.

«Зная, какие гены нужно активировать, а какие, наоборот, чрезмерно активны, мы можем понять, как помочь пациенту. Что делают гены, присутствующие в шванновских клетках, при повреждении роговицы? Отвечая на этот вопрос, вы можете ответить и на следующий: можно ли поддержать заживление микротравм, активируя гены или подавляя их по необходимости», — говорят авторы работы.

Текст: Анна Хоружая

Corneal nonmyelinating Schwann cells illuminated by single‐cell transcriptomics and visualized by protein biomarkers by Bargagna-Mohan et al. in Journal of Neuroscience Research. Published November 2020.

https://doi.org/10.1002/jnr.24757