Юго-западные молекулярные биологи из UT сегодня сообщают о неожиданном открытии, что избирательное удаление фактора транскрипции стволовых клеток у взрослых мышей способствует восстановлению после черепно-мозговой травмы (ЧМТ).
Центры по контролю и профилактике заболеваний определяют ЧМТ как удар, удар или толчок по голове, который нарушает нормальную функцию мозга, от легкого (кратковременные изменения психического статуса) до тяжелого, отмеченного продолжительным периодом бессознательного состояния или потери памяти. У людей большинство ЧМТ протекает в легкой форме и называется сотрясением мозга.
"Наши результаты показывают, что SOX2-зависимые сигнальные пути в реактивных астроцитах являются мишенями для восстановления мозга после травматического повреждения," сказал доктор. Чун-Ли Чжан, доцент кафедры молекулярной биологии, Центр регенеративной науки и медицины Хамон. Доктор. Чжан является соавтором исследования, опубликованного сегодня в журнале Cerebral Cortex.
Звездообразные астроциты – самая многочисленная подгруппа глиальных клеток, которые поддерживают и изолируют нейроны в головном и спинном мозге. Фактор транскрипции стволовых клеток SOX2, который имеет решающее значение для стволовых клеток, перепрограммирования клеток и развития мозга, также активируется в астроцитах во взрослом мозге. По словам исследователей, его экспрессия в этих клетках увеличивается в ответ на ЧМТ.
Некоторые более ранние исследования показали, что реактивные астроциты необходимы для восстановления после травм головного или спинного мозга, несмотря на связь астроцитов с образованием глиальных рубцов.
В этом исследовании исследователи обнаружили, что условная делеция Sox2 – гена, кодирующего фактор транскрипции стволовых клеток SOX2 – и связанное с этим ослабление реактивности астроцитов, по-видимому, способствует функциональному восстановлению, в том числе поведенческому восстановлению, после черепно-мозговой травмы. Чжан, З.W. Карут, младший. Ученый в области биомедицинских исследований.
"Наше открытие противоречит убеждению, что увеличение реактивности астроцитов и других глиальных клеток в головном мозге помогает поддерживать целостность тканей после ЧМТ. Вот почему ускоренное восстановление после травмы после делеции фактора транскрипции в реактивных астроцитах было неожиданным," он сказал.
Лучшее понимание молекулярных механизмов, контролирующих реактивную функцию астроцитов, имеет фундаментальное значение для терапевтических вмешательств при травмах головного мозга. Поскольку SOX2 функционирует в нескольких сигнальных путях, исследование открывает новые области для исследований. Чжан сказал.
Мыши в исследовании были сконструированы таким образом, чтобы ген Sox2 можно было условно удалить в зрелом возрасте. Все мыши производили нормальное количество SOX2 во время развития, когда фактор транскрипции играет решающую роль в генезе эмбриональных и нервных стволовых клеток.
Ученые условно удалили ген Sox2 у некоторых взрослых мышей, оставили ген нетронутым у других, а затем сравнили две группы в нормальных условиях и в ответ на ЧМТ. В нормальных условиях исследователи не обнаружили различий в выживаемости астроцитов или поведении животных в присутствии или отсутствии гена Sox2.
Однако в ответ на ЧМТ мыши с нокаутом показали значительно сниженную реактивность астроцитов по сравнению с контрольной группой. Неожиданно эти мыши оправились от травм значительно лучше, чем контрольная группа – как физически, так и поведенчески, – сообщают ученые. Нокаутные мыши также лучше справились с тестами поведения, связанного с префронтальной корой головного мозга, областью, которая регулирует сложное мышление, эмоции и поведение у людей. Делеция Sox2 не оказала значительного влияния на обучение и память, связанные с областью гиппокампа мозга, сказал доктор. Сяолин Чжун, соавтор и научный сотрудник лаборатории.
"Наши результаты показывают, что SOX2 играет важную роль в реактивных астроцитах, вызванных TBI, и поведенческих дефицитах. Мы с нетерпением ждем возможности изучить, как SOX2-зависимые пути могут быть нацелены на восстановление после ЧМТ," Доктор. Чжан сказал.