Tehát az emberi agy növekedett: sejteink elsajátították a méret stresszét

Tehát az emberi agy növekedett: sejteink elsajátították a méret stresszét

Az emberek aránytalanul nagy agyokat fejlesztettek ki a főemlősökhez képest - de ennek a neurológiai frissítésnek az ára volt. Az ezt a kompromisszumot vizsgáló tudósok olyan egyedi genetikai tulajdonságokat fedeztek fel, amelyek megmutatják, hogy az emberi agysejtek hogyan kezelik a stresszt, hogy egy nagy agy működjön. Ez a kutatás új megközelítéseket nyithat meg a betegségek, például a Parkinson és a skizofrénia jobb megértése érdekében.

A tanulmány 1 a neurotranszmitter dopamint termelő neuronokra koncentrál. Ez elengedhetetlen a mozgás, a tanulás és az érzelmi kivitelezés szempontjából.

A laboratóriumban tenyésztett dopamin -idegsejtek ezreinek összehasonlításával a kutatók megállapították, hogy az emberi dopamin idegsejtek több olyan génet fejeznek ki, amelyek elősegítik a káros antioxidánsok aktivitását, mint más főemlősök idegsejtjei.

Azok az eredmények, amelyeket még nem vizsgáltak, egy lépés az "emberi agyi evolúció és az ahhoz kapcsolódó potenciálisan pozitív és negatív szempontok megértése felé"-magyarázza Andre Sousa, a Wisconsin-Madison Egyetem idegtudósának. "Érdekes és fontos, hogy valóban megtudjuk, mi az emberi agyra, azzal a lehetőséggel, hogy új terápiákat alakítson ki, vagy akár a jövőben elkerülje a betegségeket."

stresszes neuronok

Hogyan lehet térd- és hátproblémákhoz vezetni, és az állkapocs szerkezetében és az étrendben a fogászati ​​problémákhoz vezetni, az emberi agy gyors kibővítése szintén kihívásokat váltott ki sejtjei számára - mondja a tanulmánykapu, Alex Pollen, a San Francisco -i Kaliforniai Egyetem idegtudósának. "Felállítottuk azt a hipotézist, miszerint hasonló eljárás történt, és hogy ezek a dopamin idegsejtek fogékony ízületeket képviselhetnek."

Ennek ellenére az embereknek csak körülbelül kétszer annyi dopamin -idegsejtje van, mint főemlős rokonuk - mondja a pollen. Ezeknek az idegsejteknek ezért továbbra is nyújtaniuk kell, és keményebben kell dolgozni - mindegyik több mint kétmillió szinapszist képez - a nagyobb, összetettebb emberi agyban.

"A dopamin idegsejtek valódi sportolók" - mondja Nenad Sestan, a Connecticuti New Haven -i Yale Egyetem fejlesztési idegtudósának. "Folyamatosan aktiválva vagy."

annak megértése, hogy az emberi dopamin idegsejtek hogyan igazodhattak egy nagy agy, a tenyészporpor és kollégáinak a laboratóriumban történő kollégáinak követelményeinek.

Egyesítik az őssejteket, amelyek sok sejttípusban nyolc emberben, hét csimpánzban, három makákóban és egy orangutánban fejlődhetnek ki, és miniatürizált, agyszerű szerkezetekbe tenyésztették őket, amelyeket organoidoknak neveznek. 30 nap elteltével ezek a struktúrák dopamint termelnek és megőrizték a fejlődő agyat.

Ezután a csapat genetikailag megragadta a dopamin idegsejteket, hogy megmérje, mely géneket aktiválják és hogyan szabályozták őket.

Az emberi és a csimpánzok elemzésében a kutatók azt találták, hogy az emberi idegsejtek nagyobb mennyiségű génet expresszálnak, amelyek kezelik az oxidatív stresszt - egyfajta sejtkárosodást, amelyet a dopamintermelés energiaigényes folyamata okoz. Ezek a gének enzimeket kódoltak, a toxikus molekulákat, az úgynevezett reaktív oxigénfajokat szétszerelik és semlegesítik, ami károsíthatja a sejteket.

Annak megvizsgálására, hogy az emberi dopamin idegsejtek kialakulhattak -e egyedi stresszreakciókkal, a szerzők peszticidet alkalmaztak, amely oxidatív stresszt okozott az organoidon. Megállapították, hogy az emberi sejtekből kialakult idegsejtek növelik a BDNF nevű molekulát, amely csökkent a neurodegeneratív betegségben szenvedő embereknél, mint például a Parkinson. Ugyanezt a reakciót nem figyelték meg a csimpánzokban.

Az ellenálló képesség erősítése

Ezeknek a védő mechanizmusoknak a megértése támogathatja a terápiák kialakulását, amelyek erősítik az emberek sejtes védelmét, akiknek fennáll a veszélye a Parkinson fejlesztésének. "Ezen védő mechanizmusok némelyike ​​a mutációk miatt nem lehet mindenki számára" - magyarázza Sousa. "Ez további sebezhetőséget okoz ezekkel az egyénekkel."

"Vannak olyan potenciális célszerkezetek, amelyek nagyon érdekes lehetnek a turbinánkénti, majd a Parkinson-i állati modellekben történő átültetéshez, hogy megvizsgálják, hogy az idegsejtek nagyobb rugalmasságot adnak-e az idegsejteknek"-mondja a Pollen.

A vizsgálatban megvizsgált organoidok olyan fejlődő idegsejteket képviselnek, amelyek megfelelnek azoknak, akik jelen vannak egy embrióban, és nem rögzítik a felnőtt idegsejtek teljes összetettségét. A jövőbeli kutatásoknak meg kell vizsgálniuk, hogy az ilyen védő mechanizmusok hogyan maradnak a gumiabroncsokban és az öregedő idegsejtekben - mondja a SOUSA, mivel "degeneratív betegségek, amelyek ezeket a sejteket befolyásolják, általában késői korban fordulnak elő".

1. nolbrant, S. et al. Prepress a Biorxiv-nál: Google Scholar  

Letöltés irodalom