Введение

Один из путей, по которому нервные стволовые клетки достигают обонятельного колбы <! Удаленное изображение удалено: [[Файл:RMS scaffolding astrocytes neuroblasts. Ростральный миграционный поток в мозге взрослой мыши. (A) Новые нейроны, рожденные в субвентрикулярной зоне (SVZ) бокового желудочка (LV), мигрируют в обонятельный колбачок (OB) через ростральный миграционный поток (RMS). РМС-тракт соединен с себепендимальным слоем (SE), центральной частью OB. В РМС, мигрирующие нейробласты образуют цепи и окружены глиальным трубком. В пределах РМС, параллельно проходящие кровеносные сосуды обеспечивают дополнительные леса для миграции нейробластов. (B, C) Двойная иммунофлуоресценционная маркировка мигрирующих нейробластов (красная, маркировка DCX) и глиальной трубки (зеленая, маркировка GFAP) в РМС. (B) показывает парасагиттальный, а (C) показывает коронарный снимок. Сокращения: LV, боковой желудочек; CC, корпус мозолистый; Str, Stratum; A, нейробласты типа A; G, глиальная трубка; V, кровеносные сосуды. Адаптировано из статьи Вунг Сун и др., 2010. Этот путь был изучен у грызунов, кроликов, а также у белковых обезьян и макак-резусов. Когда нейроны достигают OB, они дифференцируются в ГАМК-ергические интернейроны, поскольку они интегрированы либо в слой гранулевых клеток, либо в перигломерулярный слой. Хотя первоначально считалось, что нейроны не могут регенерироваться в мозге взрослого человека, было показано, что нейрогенез происходит в мозге млекопитающих, в том числе приматов. Однако нейрогенез ограничивается гиппокампом и SVZ, и RMS является одним из механизмов, которые нейроны используют для перемещения из этих областей.

Краткая история

РМС был назван и обнаружен Дж. Альтманом в 1969 году с использованием 3H тимидиновой авторадиографии в мозге крысы. Он проследил миграцию клеток с маркировкой от SVZ, которая расположена по всей боковой стенке боковых желудочков, рострально к главной обонятельной луковице. Он также количественно изучил влияние возраста на размер РМС. До сих пор ведутся споры о степени возникновения у человека новых нейронов в результате РМС и взрослого СВЗ.

Сосудистые клетки

Известно, что сосудистые клетки играют важную роль в регулировании пролиферации взрослых нейронных прекурсоров. В субгранулярной зоне взрослого человека (SGZ) были обнаружены плотные кластеры делящихся клеток, анатомически близкие к сосудам, особенно к капиллярам. Контакты между взрослыми нейронными предшественниками SVZ и кровеносными сосудами необычно проницаемы и часто лишены интерференций астроцитов и перицитов, что предполагает, что сигналы, полученные из крови, получают прямой доступ к взрослым нейронным предшественникам и их потомству. Сосудистая система также обеспечивает субстрат для миграции новых нейронов после травмы стриатума взрослого человека.

Астроциты

Астроциты образуют промежуточные стыки и тесно связаны с сосудистой системой и ее базальной оболочкой в взрослой SVZ, а затем в RMS. Они могут служить интерфейсом для модуляции влияния эндотелиальных и циркуляционных факторов, а также наличия цитокинов и факторов роста в этой системе. Кроме того, астроциты, полученные из нейрогенного гиппокампа и SVZ, но не из ненейрогенного спинного мозга, способствуют пролиферации и нейронной судьбе мультипотентных взрослых нейронных стволовых клеток в культуре, предполагая роль в РМС. Астроциты экспрессируют ряд секретируемых и мембранно-присоединенных факторов как in vitro, так и in vivo, которые, как известно, регулируют пролиферацию и специфику судьбы взрослых нейронных предшественников, а также миграцию нейронов, созревание и образование синапсов. В взрослой SVZ астроциты экспрессируют рецепторы Robo и регулируют быструю миграцию экспрессирующих нейробластов SLIT1 через RMS. Кроме того, было предложено, что сами нейробласты играют роль в модуляции астроцитов через взаимодействия Slit Robo. При отсутствии щели астроцитарные процессы не выравниваются правильно или создают "трубки", вместо этого проходящие через мигрирующие нейроны. Взрослые SVZ-астроциты также, по-видимому, высвобождают глутамат для регулирования выживаемости нейробластов. Уникальные для взрослого SVZ эпендимальные клетки, выстилающие стенку желудочка, находятся в тесной связи с нейронными предшественниками и их потомками, действуя как щит для защиты "нейрогенной ниши", зоны, в которой стволовые клетки сохраняются после эмбрионального развития для производства новых клеток нервной системы.

Другие глиальные клетки

Эпендимальные клетки активно регулируют специфику судьбы нейронов взрослых нейронных предшественников путем высвобождения ноггина. Показано, что удары по ресницам эпендимальных клеток создают концентрационные градиенты направляющих молекул, таких как цитокины TNF α (фактор некроза опухоли) и IGF 1 (инсулиноподобный фактор роста), для прямой миграции нейробластов, например, в РМС. Микроглия также активно регулирует нейрогенез взрослых. В базальных условиях апоптотические трупы вновь созданных нейронов быстро фагоцитируются из ниши неактивированной микроглией в взрослой СГЗ. В условиях воспаления, реактивированная микроглия может оказывать как благотворное, так и вредное воздействие на различные аспекты нейрогенеза взрослого человека, в зависимости от баланса между секретируемыми молекулами с про- и антивоспалительным действием. В одном исследовании предполагалось, что активация микроглии и привлечение Т-клеток необходимы для вызванного обогащенной средой SGZ нейрогенеза, что предполагает возможную роль в РМС. Развивающиеся нейроны покидают субвентрикулярную зону и входят в РМС и перемещаются каудально и вентрально вдоль нижней поверхности хвостового ядра; это называется нисходящей конечностью. Достигнув вентральной стороны хвостового ядра, нейроны следуют за ростральной конечностью и перемещаются вентрально и рострально, входя в переднюю обонятельную кору (AOC). В ОКВ образуется обонятельный тракт, который заканчивается в обонятельном колбе.

Глиальная рама

Фенотипы пролиферации клеток в ростральном миграционном потоке и зубчатом гирусе. Фенотипы пролиферационных клеток в РМС и ГД. Двойные исследования иммунофлуоресценции показали, что в РМС большинство клеток были BrdU+/nestin+ (стрелка, а) и выявили наличие GFAP+ нитей (стрелка, б) вокруг клеток BrdU+ (звездица, б). В ГД были замечены клетки BrdU+/nestin+ (c), а также обнаружено несколько клеток BrdU+/GFAP+ (стрелка, d, e). BrdU (красный); nestin, GFAP (зеленый). Адаптировано из статьи Мариам Файз и др., 2005. Развивающиеся нейроны движутся к обонятельному колбу по РМС через глиальные трубки, которые отмечают разделение между дифференцированной нервной тканью и тканью с эмбриональными характеристиками. Уникально, что клетки движутся тангенциально к поверхности мозга, параллельно поверхностям пила, а не радиально, как большинство развивающихся нейронов. Нейроны, мигрирующие тангенциально, как правило, мигрируют независимо от радиальной глии, но в исследованиях RMS исследователи считают, что это не так. Глиальные трубки взрослой крысы наблюдались при помощи световой и электронной микроскопии и описаны как сетка астроцитарных тел и процессов. и двигаются радиально к гломерулам, эта миграция зависит от тенасцина R,

Существование у людей

Наличие аналогичного РМС у людей было трудно определить, возможно, потому, что обонятельный колбак значительно менее развит у людей, чем у грызунов, и поэтому его труднее изучать, и большая часть предыдущих научных работ была поставлена под сомнение в отношении РМС у людей. В развивающемся мозге плода и у молодых послеродовых детей наблюдались цепи незрелых нейронов, типичные для РМС. Однако было мало доказательств существования миграционной цепи вдоль SVZ или обонятельного ступня до луковицы в взрослом человеческом мозге, хотя в SVZ была отдельная популяция взрослых нейронных стволовых клеток. Исследователи изучали участников с 0 до 84 лет, анализируя участки мозга, которые были удалены во время операции или в ходе вскрытия. Они обнаружили, что клетки, экспрессирующие DCX (двойной кортин) и PSA NCAM, присутствуют в участках мозга, взятых у младенцев, но исчезли к 18 месяцам. Это говорит о том, что РМС резко снижается после младенчества и особенно в зрелом возрасте, но не отсутствует. Однако прямой связи между покоем стволовых клеток и возрастом пока не установлено из-за высокого уровня изменчивости между индивидуумами. Таким образом, аналогичная структура РМС в мозге взрослого человека остается весьма спорной.

Снижение в связи с возрастом

Степень снижения возрастного риска РМС у людей была предметом значительных дебатов. Уменьшение нейрогенеза и миграция из гиппокампа у людей уже хорошо задокументировано. Кроме того, возрастные снижения активности стволовых клеток SVZ, которые мигрируют в OB через RMS, наблюдаются у грызунов к среднему возрасту. У пожилых мышей исследования показали, что популяция активно делящихся клеток SVZ и скорость замещения интернейронов в OB резко снижаются, что указывает на возрастное снижение пролиферации нейронов и миграции через RMS. Это снижение было связано с покоем стволовых клеток нейронов в СВЗ даже к среднему возрасту, а не с разрушением, как в гиппокампе.

Фармацевтические препараты

Другая тема в текущих исследованиях РМС относится к фармацевтическим препаратам. Ученые все еще пытаются решить сложную задачу введения лекарств в мозг и пропускания их через селективный гематоэнцефалический барьер. В недавнем исследовании исследователи проверили роль РМС в "интраназальной доставке лекарств в ЦНС". В этом исследовании экспериментаторы нарушили РМС у мышей, что препятствовало поглощению интраназально вводимых радиолигандов в ЦНС. Флуоресцентные трассировщики также использовались для отслеживания лекарства в мозге. Было обнаружено, что лекарство распространяется во все области мозга, включая обонятельный колбачок. Исследование показало, что РМС чрезвычайно распространен и необходим в центральной нервной системе для внутриносальной доставки лекарств. В исследовании также отмечается, что исследования по РМС недостаточны, их необходимо расширить. Некоторые из ограничений и возможностей RMS до сих пор неизвестны, а также некоторые из его опасностей. Если лекарства должны вводиться в ЦНС через РМС, все детали РМС должны быть известны, чтобы обеспечить безопасную доставку лекарств в мозг.

α6β1 интеграна

Было проведено исследование, в котором проверялся специфический интеграл, альфа-шесть-бета-один, и его роль в РМС. В исследовании исследовался принцип, согласно которому химиоатрактивные молекулы могут играть важную роль в миграции нейробластов в РМС. Исследование этого конкретного интеграна было проведено на мышах. Используя антитела для связывания с подединицами интеграна α6β1, обнаруженными в нейробластах, исследователи заметили, что миграция была нарушена. Кроме того, они исследовали механизм, с помощью которого функционирует интеграл α6β1, и определили, что это происходит через химиоаттрактивный ламинин. Это было завершено путем инъекции ламинина перпендикулярно РМС и наблюдения, что это отвлекает " нейробласты " от их нормального хода миграции. Исследователи пришли к выводу, что это исследование может оказаться полезным для терапевтических целей, поскольку нейробласты могут быть потенциально привлечены к местам травмы или болезни.