Когда мозг лабораторной мыши получает повреждение, вокруг пострадавшего участка быстро появляются особые клетки. Нейробиолог Ян Дойссинг замечал это неоднократно, но долгое время не знал, что именно это за клетки и какую роль они выполняют.
Разобраться удалось вместе со студентом Клеменсом Рисом из Института психиатрии Общества Макса Планка. Он последовательно проверил признаки известных типов клеток и обнаружил, что речь идёт о клетках-предшественниках олигодендроцитов.
Эти клетки способны созревать и превращаться в олигодендроциты — клетки, создающие миелиновую оболочку вокруг отростков нейронов.
Миелин можно сравнить с изоляцией электрического провода. Он помогает нервным сигналам эффективно распространяться по аксонам, а также участвует в их снабжении питательными веществами. Поэтому повреждение этой оболочки может серьёзно нарушать работу мозга.
Разрушение миелина происходит, например, при рассеянном склерозе, но пострадать он может и при физических повреждениях мозга. В тяжёлых случаях это способно привести даже к гибели нейронов. Поэтому восстановление миелиновой оболочки — важная часть реакции мозга на травму.
Исследователи увидели, что после повреждения клетки-предшественники начинают активно размножаться по краям раны. Большинство из них затем созревает и превращается в клетки, способные создавать новый миелин.
Но здесь обнаружилась неожиданная деталь.
Примерно треть этих клеток рядом с повреждённой тканью начинает производить кортикотропин-рилизинг-гормон — вещество, играющее важную роль в реакции организма на стресс.
Раньше не было известно, что такие клетки вообще способны вырабатывать подобные сигнальные молекулы.
Причём реакция начинается очень быстро. Выработку гормона можно обнаружить уже через несколько часов после повреждения, но примерно через три дня она прекращается. Исследователи считают, что такой короткий всплеск может играть важную роль именно на первых этапах восстановления.
Дальнейшие эксперименты показали, что значение имеет и один из рецепторов этого гормона. Он находится на другой группе клеток-предшественников и позволяет им реагировать на появившийся сигнал.
Когда этого рецептора у мышей не было, после повреждения клетки сначала начинали размножаться ещё быстрее. На первый взгляд это могло бы показаться полезным.
Но итог оказался противоположным: зрелых олигодендроцитов в конце концов образовывалось меньше.
Полученные данные указывают на то, что гормон стресса помогает регулировать не просто количество новых клеток, а правильное время их созревания. А от этого зависит, сможет ли мозг получить достаточное число зрелых клеток для восстановления повреждённого миелина.
Оказалось, что тот же механизм может быть важен и для нормального развития мозга.
Миелиновая оболочка активно формируется после рождения и продолжает развиваться вплоть до молодого взрослого возраста. Поскольку рецептор гормона присутствует на клетках-предшественниках даже без повреждений, учёные решили проверить его роль в этом процессе.
У мышей без данного рецептора на ранних этапах развития образовывалось больше клеток-предшественников. Однако последствия не исчезали с возрастом.
Во взрослом мозге исследователи обнаружили изменения миелина: его оболочки становились толще, особенно вокруг тонких аксонов.
Это означает, что система, связанная с гормоном стресса, может участвовать не только в ремонте повреждённого миелина, но и в регулировании того, как он формируется во время развития мозга.
После травмы источник гормона уже известен — его начинают производить сами клетки-предшественники. Но во время обычного развития мозга ситуация, вероятно, другая.
Исследователи предполагают, что гормон могут выделять развивающиеся нейроны. Затем он влияет на размножение клеток-предшественников и их превращение в зрелые клетки, создающие миелин.
У этой работы может быть и ещё одно направление.
Известно, что нейроны выделяют этот гормон в том числе при стрессе, а стресс в раннем детстве связан с повышенным риском психических расстройств. Поэтому авторы предполагают, что обнаруженный механизм может оказаться важнее для таких состояний, как депрессия, чем считалось раньше.
Пока это лишь предположение. Но если дальнейшие исследования подтвердят связь между стрессовыми сигналами, клетками-предшественниками и формированием миелина, она может открыть совершенно новые направления для изучения заболеваний мозга и возможных методов их лечения.
