Исследование под руководством Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, сравнивающее клетки мозга, известные как астроциты, у людей и мышей, показало, что астроциты мышей более устойчивы к окислительному стрессу, разрушительному дисбалансу, который является механизмом многих неврологических расстройств. Недостаток кислорода запускает механизмы восстановления молекул в этих астроцитах мышей, но не в астроцитах человека. Напротив, воспаление активирует гены иммунного ответа в астроцитах человека, но не в астроцитах мыши.
Хотя мышь является повсеместной лабораторной моделью, используемой в исследованиях неврологических заболеваний, результаты исследований на мышах не всегда применимы к людям. Фактически, более 90% лекарств-кандидатов, которые демонстрируют доклиническую перспективу при неврологических расстройствах, в конечном итоге терпят неудачу при тестировании на людях, отчасти из-за недостатка знаний о различиях в астроцитах и других клетках мозга между двумя видами.
Астроциты имеют решающее значение для развития и функционирования мозга, и они играют существенную роль в неврологических расстройствах, которые, тем не менее, полностью не изучены. Травма или инфекция заставляют астроциты переходить из состояния покоя в реактивное состояние, в котором они могут помочь в восстановлении мозга, но также могут усилить пагубное воспаление.
Ученые изучали развивающиеся клетки, очищенные из ткани мозга мыши и человека, а также клетки, выращенные в бессывороточных культурах из астроцитов, отобранных с использованием метода на основе антител, разработанного соответствующим автором исследования.
Этот метод был необходим, потому что традиционный метод отбора астроцитов путем выращивания их в сыворотке – смеси белков, гормонов, жиров и минералов – переводит их в реактивное состояние, подобное тому, которое вызывается инфекцией или травмой. Благодаря стратегии исследователей они смогли исследовать астроциты в здоровом состоянии и в контролируемых условиях окислительного стресса, недостатка кислорода и чрезмерного воспаления.
Полученные данные имеют значение для фундаментальных и трансляционных исследований неврологических расстройств, таких как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и боковой амиотрофический склероз – состояния, лежащие в основе которых включают окислительный стресс, недостаток кислорода и чрезмерное воспаление.
Поскольку астроциты мыши лучше противостоят окислительному стрессу, авторы предполагают, что лабораторные модели нейродегенерации могут быть созданы, чтобы уменьшить это сопротивление, сделав их более похожими на людей. Кроме того, способность астроцитов мыши к восстановлению в ответ на недостаток кислорода может предложить новое направление исследований инсульта. И нейробиологи могут использовать более информированный подход к доклиническим исследованиям, учитывая различия в реакции на воспаление между астроцитами мыши и человека, а также метаболические различия, выявленные в ходе исследования.
Исследование опубликовано в Интернете в журнале Nature Communications.
Дживен Ли, научный сотрудник Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, является первым автором исследования, а соответствующим автором является Е Чжан, доцент кафедры психиатрии и биоповеденческих наук Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и член Центра регенеративной медицины и исследований стволовых клеток им. Эли и Эдит Брод в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе. и Институт неврологии и поведения человека Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Другими соавторами являются Лин Пэн, Уильям Пембрук, Джессика Рексач, Марлеса Годой, Майкл Кондро, Альваро Альварадо, Минели Хартени, Йен-Вей Чен, Линси Стайлз, Анжела Чен, Ина Ваннер, Ся Ян, Даниэль Гешвинд и Харли Корнблюм, все из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Стивена Голдмана из Рочестерского и Копенгагенского университетов.