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 احیا کننده است. محققان دانشگاه Helmholtz Zentrum München و Ludwig Maximilians University (LMU) موانعی را برای تحول موثر شناسایی کرده اند: متابولیسم سلولی. محققان با بیان پروتئین های میتوکندری غنی شده با نورون در مرحله اولیه در فرایند برنامه ریزی مستقیم مستقیم ، چهار برابر سرعت تبدیل را بدست آوردند 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 نورونی درون زا به نورون های عملکردی است.

محققان Helmholtz Zentrum München و LMU پیشگام 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 تکثیر یابد. 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 سلول ها به دلیل واکنش بیش از حد گونه های اکسیژن در فرآیند تبدیل می میرند.

جیانلوکا روسو ، نویسنده اصلی این تحقیق ، توضیح می دهد: “ما فرض کردیم که اگر بتوانیم دوباره متابولیسم سلول گلیالی را به متابولیسم عصبی کمک کنیم ، می تواند بازده 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 سلول ها پروتئین های میتوکندریایی را نشان می دهند که معمولاً در سلول های عصبی وجود دارد ، تقریباً در اواخر فرآیند برنامه ریزی مجدد ، فقط پس از یک هفته. از آنجا که بیشتر سلول ها قبل از آن می میرند ، این می تواند مانعی باشد. علاوه بر این ، سلول هایی که موفق به با این بینش جدید ، محققان پیشنهاد کردند که عدم ترکیب پروتئین های میتوکندریایی 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 از هلمهولتز زنتروم مونشن استفاده می کنند. با استفاده از ابزارهای جدید فعال سازی ژن که توسط این گروه توسعه یافته است ، 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 توسط تصویربرداری زنده مداوم نشان داده می شود.

مگدالنا گوتز ، نویسنده اصلی این تحقیق ، گفت: “من متعجب شدم كه تغییر بیان برخی از پروتئین های میتوكندری 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: unbox-news.ir

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>