محققان با دستکاری در میتوکندری ، برنامه نویسی عصبی را بهبود می بخشند – ScienceDaily


جایگزینی سلولهای عصبی از دست رفته یک جام مقدس برای نورولوژی است. یک رویکرد امیدوار کننده جدید ، تبدیل سلولهای گلیال به سلولهای عصبی جدید است. بهبود اثربخشی این تبدیل یا برنامه ریزی مجدد پس از آسیب مغزی ، گام مهمی در جهت ایجاد روش های درمانی مطمئن با داروهای احیاgen کننده است. محققان دانشگاه Helmholtz Zentrum München و Ludwig Maximilians University مونیخ (LMU) مانعی را برای تحول موثر شناسایی کرده اند: متابولیسم سلولی. محققان با بیان پروتئین های میتوکندری غنی شده با نورون در مرحله اولیه فرآیند برنامه ریزی مجدد مستقیم ، چهار برابر سرعت تبدیل را افزایش دادند در حالی که سرعت برنامه ریزی مجدد را افزایش دادند.

نورون ها (سلول های عصبی) عملکردهای بسیار مهمی مانند پردازش اطلاعات در مغز دارند. بسیاری از بیماری های مغزی ، آسیب ها و فرایندهای تخریب عصبی با از دست دادن سلول های عصبی مشخص می شوند که جایگزین نمی شوند. بنابراین ، رویکردها در پزشکی احیا کننده ترمیم سلول های عصبی از طریق پیوند ، تمایز سلول های بنیادی یا تبدیل مستقیم انواع سلول های غیر عصبی درون زا به نورون های عملکردی است.

محققان Helmholtz Zentrum München و LMU پیشگامان تبدیل مستقیم سلولهای گلیال به سلولهای عصبی هستند که در ابتدا کشف شدند. گلیا شایع ترین نوع سلول در مغز است و در صورت آسیب دیدگی می تواند چند برابر شود. محققان اکنون قادر به تبدیل سلولهای گلیال به سلولهای عصبی هستند – اما بسیاری از سلولها در طی این فرآیند می میرند. این بدان معنی است که فقط چند سلول گلیال به سلولهای عصبی عملکردی تبدیل می شوند و این روند را ناکارآمد می کند.

کاوش رویکردهای جدید

مگدالنا گوتز و تیمش موانع بالقوه فرایند تحول را کشف کردند و راهی جدید را در پیش گرفتند: اگرچه بیشتر مطالعات روی جنبه های ژنتیکی برنامه نویسی مستقیم عصبی متمرکز بود ، آنها تصمیم گرفتند نقش میتوکندری و متابولیسم سلولی را در این روند بررسی کنند. این از کار قبلی آنها با همکاری گروه مارکوس کنراد در Helmholtz Zentrum München الهام گرفته شده است ، که نشان می دهد سلولها به دلیل واکنش بیش از حد گونه های اکسیژن در فرآیند تبدیل می میرند.

جیانلوکا روسو ، نویسنده اصلی تحقیق ، توضیح می دهد: “ما فرض کردیم که اگر بتوانیم دوباره متابولیسم سلول گلیایی را به متابولیسم عصبی کمک کنیم ، می تواند کارایی تبدیل را بهبود بخشد.” محققان با توجه به داده های قبلی خود ، میتوکندری ، نیروگاه سلول را متمرکز کردند. این گروه میتوکندری را از سلولهای عصبی و آستروسیتها (نوع خاصی از سلولهای رس) در موش ها استخراج و با مطالعه پروتئین های آنها با همکاری گروه متخصص پروتئومی استفانی هاوک از Helmholtz Zentrum München ، آنها را با یکدیگر مقایسه کردند. با کمال تعجب ، آنها دریافتند که میتوکندری سلول های عصبی و آستروسیت ها در 20 درصد پروتئوم های آنها متفاوت است. این بدان معنی است که هر پنجمین پروتئین میتوکندری بین آستروسیت ها و سلول های عصبی متفاوت است.

نورون های دوباره برنامه ریزی شده در مراحل پایانی پروتئین های میتوکندری غنی شده با نورون را فعال می کنند

جاکومو ماسردوتی ، یکی از نویسندگان این تحقیق ، گفت: “با دانستن تفاوت پروتئوم میتوکندریایی سلولهای عصبی با سلولهای آستروسیت ، باید ببینیم که آیا نورونهای تبدیل شده از آستروسیت ها در چه زمانی پروتئوم میتوکندریایی یک نورون را بدست آوردند یا نه؟” در یک فرایند برنامه ریزی مجدد استاندارد ، سلولهای گلیا مانند آستروسیتها طی چند روز به سلولهای عصبی تبدیل می شوند و طی دو هفته به سلولهای عصبی عملکردی تبدیل می شوند. “جالب توجه بود که سلولها پروتئینهای میتوکندریایی را که معمولاً در سلولهای عصبی وجود دارد نشان می دهند ، تقریباً در اواخر فرآیند برنامه ریزی مجدد ، فقط پس از یک هفته. از آنجا که بیشتر سلولها قبل از آن می میرند ، این می تواند مانعی باشد. علاوه بر این ، سلولهایی که از کار افتاده اند مجدداً برنامه ریزی شده و پروتئین های میتوکندری غنی شده با astrocyte بیان شده است. “با این بینش جدید ، محققان پیشنهاد کردند که عدم ترکیب پروتئین های میتوکندری عصبی می تواند روند تبدیل را مسدود کند.

بهبود و تسریع تبدیل از طریق متابولیسم

برای غلبه بر این مانع ، این گروه از فناوری CRISPR / Cas9 در همکاری نزدیک با گروه های استفان استریکر و ولفگانگ وورست در Helmholtz Zentrum München استفاده می کنند. با استفاده از ابزارهای جدید فعال سازی ژن توسط این گروه ، پروتئین های میتوکندری غنی شده با نورون می توانند در مراحل اولیه روند برنامه ریزی مجدد آستروسیت ها به سلول های عصبی فعال شوند. محققان با دستکاری فقط یک تا دو پروتئین میتوکندریایی ، چهار برابر تعداد مجدد نورون های برنامه ریزی شده را به دست آوردند. علاوه بر این ، سلولهای عصبی سریعتر پدیدار و بالغ می شوند ، همانطور که با تصویربرداری زنده مداوم نشان می دهد.

مگدالنا گوتز ، نویسنده اصلی این تحقیق گفت: “من متعجب شدم که تغییر بیان برخی پروتئین های میتوکندری در واقع منجر به میزان برنامه ریزی مجدد می شود.” “این نشان می دهد که تفاوت های خاص سلول در پروتئین های میتوکندری چقدر مهم است. در واقع ، همراه با متخصصان پروتئوم ما از هلمهولتز مونیخ ، تفاوت های اندامک دیگری را بین انواع سلول ها پیدا می کنیم که به 70 درصد می رسد. این زمینه را برای بیشتر فراهم می کند بهبود نورونهای برنامه ریزی شده مجدد برای شباهت به سلولهای عصبی درون زا حتی الامکان حتی پس از آسیب مغزی در داخل بدن. “


منبع: hobobat-news.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*