Клетки люстры – это нейроны, которые используют свою уникальную форму, чтобы действовать как главные выключатели в коре головного мозга. Эти клетки имеют десятки, а зачастую и сотни ветвящихся аксональных проекций – выходных каналов из тела клетки нейрона, – которые придают полную структуру, напоминающую люстру. Каждая из этих проекций распространяется на соседний возбуждающий нейрон. Уникальная структура позволяет только одной тормозной ячейке люстры блокировать или изменять вывод буквально сотен других ячеек одновременно.
Без такого широкомасштабного торможения некоторые цепи в мозгу перестали бы работать, как это происходит при эпилепсии. Аномальная функция клеток люстры также может быть причиной шизофрении. Однако после почти 40 лет исследований мало что известно о том, как эти важные тормозящие нейроны развиваются и функционируют. В работе, опубликованной сегодня в Cell Reports, команда под руководством профессора CSHL Линды Ван Элст идентифицирует два белка, которые контролируют структуру ячеек люстр, и предлагает понимание того, как они регулируются.
Чтобы изучить архитектуру люстр, Ван Элст и его коллеги сначала должны были найти способ их визуализировать. Как правило, ученые пытаются найти уникальный маркер, своего рода молекулярную сигнатуру, чтобы отличить один тип нейрона от многих других в головном мозге. Но никаких маркеров для люстр не известно. Со Ван Элст и Илин Тай, доктор философии.D., Ведущий автор исследования разработал способ маркировки ячеек люстры в мозгу мыши.
Используя этот новый метод, команда обнаружила два белка, DOCK7 и ErbB4, активность которых важна в процессах, которые придают клеткам люстр их поразительную форму. Когда функция этих белков нарушена, клетки люстры имеют меньше, более дезорганизованные аксональные проекции. Ван Элст и его коллеги провели серию биохимических экспериментов, чтобы изучить взаимосвязь между двумя белками. Они обнаружили, что DOCK7 активирует ErbB4 посредством ранее неизвестного механизма; эта активация должна произойти, если ячейки люстры должны развить свою характерную архитектуру.
Двигаясь вперед, Ван Элст говорит, что ей интересно изучить взаимосвязь между структурой и функцией люстр. "Мы предполагаем, что морфологические изменения могут повлиять на функцию ячеек люстры и, следовательно, изменить активность корковых сетей. Мы считаем, что нарушения в этих сетях способствуют когнитивным нарушениям, характерным для шизофрении и эпилепсии. Поэтому, продвигаясь вперед, мы надеемся, что наши открытия улучшат наше понимание этих разрушительных неврологических расстройств."