Во время развития мозга млекопитающих клетки-предшественники нейронов сначала генерируют нейроны, а затем астроциты. Это изменение клеточной судьбы является ключевым процессом, генерирующим надлежащее количество нейронов и астроцитов. Здесь мы обнаружили, что FGF регулирует переключение клеточной судьбы с нейронов на астроциты в развивающейся коре головного мозга с использованием мышей. FGF является критическим внеклеточным регулятором переключения судеб клеток, необходимым и достаточным в коре головного мозга млекопитающих.
Нейроны и астроциты – важные типы клеток коры головного мозга. Нейроны являются основными клетками мозга, обрабатывающими информацию, тогда как астроциты поддерживают и модулируют их функции. Для нормального функционирования мозга крайне важно, чтобы во время развития мозга плода генерировалось надлежащее количество нейронов и астроцитов. Мозг не мог нормально функционировать, если генерировались только нейроны или астроциты.
Во время развития мозга плода нейроны и астроциты генерируются из нервных стволовых клеток, которые дают начало почти всем клеткам коры головного мозга (рис. 1). Одной из характеристик этого процесса развития является то, что нервные стволовые клетки сначала генерируют нейроны, а затем начинают генерировать астроциты (рисунок 1). В "выключатель" изменение судьбы клеточной дифференцировки нервных стволовых клеток от нейронов к астроцитам привлекло большое внимание, поскольку переключение клеточной судьбы является ключом к генерации надлежащего количества нейронов и астроцитов. Однако это оставалось в значительной степени неизвестным.
Исследовательская группа из Университета Канадзавы показывает, что переключатель, определяющий судьбу двух типов клеток в коре головного мозга, генерируемых из нервных стволовых клеток, основан на сигнальном пути FGF (рисунок 1). В частности, было обнаружено, что усиление передачи сигналов FGF путем введения FGF в кору головного мозга заставляет клетки, которым суждено стать нейронами, дифференцироваться в астроциты (рисунки 2, 3). С другой стороны, подавление передачи сигналов FGF заставляло клетки, которым суждено стать астроцитами, дифференцироваться в нейроны (рис. 3). Таким образом, в настоящем исследовании выяснен механизм, ответственный за определение правильного количества нейронов и астроцитов во время развития мозга плода.
Исследовательская группа обнаружила переключатель, который определяет судьбу клеток в развивающейся коре головного мозга, созданных из нервных стволовых клеток, т.е.е. нейроны и астроциты; этот переключатель включает сигнальный путь FGF. Это может быть актуально для понимания патологии нарушений головного мозга, вызванных несбалансированным количеством нейронов и астроцитов, путем определения того, какие нарушения основаны на аномальной передаче сигналов FGF.