Neuropoéza - Neuropoiesis

Neuropoéza je proces, kterým se nervové kmenové buňky diferencují a tvoří zralé neurony, astrocyty, a oligodendrocyty u dospělých savců. Tento proces se také označuje jako dospělý neurogeneze.

Dějiny

I když bylo známo, že v raných fázích života dochází k rychlé neurogenezi, věřilo se, že produkce a diferenciace nervových kmenových buněk po dospělosti přestanou. Tato víra byla v 60. letech převrácena dílem Josepha Altmana.[1] Pomocí injekcí thymidinu-H3 k označení jader dělících se buněk dokázal použít Altman autoradiografie pro stanovení neuronového data narození pro každou buňku v mozku krysy. Tento výzkum odhalil určitý stupeň dospělé neurogeneze v hipokampu a čichové baňce potkanů ​​a připravil cestu pro možnost neuropoézy v mozku dospělých savců.

V návaznosti na Altmanovu práci byl thymidin-H3 injekce byly použity k vyšetřování mozků řady dalších druhů. Na konci 70. let použil Steven Goldman tuto techniku ​​ke zkoumání hlasových řídicích center zpěvných ptáků a v této oblasti kanárského mozku našel rozsáhlé důkazy neurogeneze dospělých.[2][3] Následné studie Goldmana a dalších odhalily přesné mechanismy diferenciace a migrace neuronových buněk u dospělých zpěvných ptáků a spolu se studiemi provedenými na rybách a jiných druzích položily základy pro studium neuropoézy u lidí.[3]

Neuropoetické oblasti v lidském mozku

Nejuznávanější počáteční místa neuropoézy končící neurony u dospělých jsou subventrikulární zóna (SVZ), tenká vrstva buněk těsně pod povrchem postranních komor mozku a zubatý gyrus z hipokampus. Je známo, že neurální prekurzorové buňky v lidském SVZ produkují potomky, které pak mohou produkovat gliové buňky nebo dokonce migrovat a vytvářet nové neurony ve specifických oblastech, jako jsou savci čichová žárovka.[3][4]

Mechanismy neuropoézy

Přestože přesné chemické signální dráhy, které regulují neuropoézu, jsou stále špatně pochopeny, došlo v této oblasti k určitým pokrokům v poslední době. Krvetvorba „Diferenciace kmenových buněk v kostní dřeni za vzniku krevních buněk je poměrně dobře studovaným fenoménem a studium hematopoézy poskytlo určitý pohled na mechanismy neuropoézy.[5][6] Několik vývojových genů (např. Notch, Delta, neurogenin, neuregulin, OCT, Presenilin) ​​růstové faktory (např. Epidermální růstový faktor, NGF, neurotrofní faktor odvozený od mozku) a extracelulární matrix proteiny (např. tenascin, CD34) byly spojeny s mechanismy neuropoézy.[5][6][7] Mnoho z těchto faktorů bylo původně identifikováno jako součást hematopoézy, ale od té doby byly nalezeny v neuropoetických buňkách SVZ.[5][6][8][9]

Výzkumné aplikace

Přestože úplné pochopení neuropoézy ještě zbývá, pro tento výzkum existuje řada aplikací. Úplné pochopení mechanismů neurální diferenciace a proliferace by se mohlo ukázat jako zásadní pro léčbu neurodegenerativní onemocnění. Za tímto účelem se mnoho vědců pokouší kontrolovat diferenciaci a proliferaci nervových kmenových buněk in vivo změnou exprese klíčových genů, jako jsou preseniliny a cesta sonického ježka.[8][9][10][11]

Reference

  1. ^ Joseph, Altman; Das, GD (1965). „Autoradiografické a histologické důkazy postnatální hipokampální neurogeneze u potkanů“. Journal of Comparative Neurology. 124 (3): 319–35. doi:10,1002 / k.901240303. PMID  5861717.
  2. ^ Goldman, Steven; F Nottebohm (1983). „Neuronální produkce, migrace a diferenciace v jádru hlasové kontroly dospělého kanárského mozku“. Sborník Národní akademie věd. 80 (8): 2390–2394. doi:10.1073 / pnas.80.8.2390. PMC  393826. PMID  6572982.
  3. ^ A b C Goldman, Steven (1999). „Neurogeneze dospělých: Od kanárů po kliniku“. Journal of Neurobiology. 36 (2): 267–286. doi:10.1002 / (SICI) 1097-4695 (199808) 36: 2 <267 :: AID-NEU12> 3.0.CO; 2-B. PMID  9712309.
  4. ^ Scheffler, Bjorn; Noah Walton; Dean Lin; Katrin Goetz; Grigori Enikolopov; Steve Roper; Dennis Steindler (2005). "Fenotypová a funkční charakterizace neuropoézy mozku dospělých". PNAS. 102 (26): 9353–9358. doi:10.1073 / pnas.0503965102. PMC  1150897. PMID  15961540.
  5. ^ A b C Scheffler, Bjorn; Meyer Horn; Ingmar Blumcke; Eric Laywell; Debra Coomes; Valery Kukekov; Dennis Steindler (1999). "Dřeň-mindedness: pohled na neuropoézu". Trendy v neurovědách. 22 (8): 348–357. doi:10.1016 / S0166-2236 (99) 01416-2. PMID  10407420.
  6. ^ A b C AV, Terskith; M velikonoční den; L Li; L Hood; H Kornblum; D Geschwind; I Weissman (2002). „Od hematopoézy k neuropoéze: důkazy o překrývajících se genetických programech“. Journal of Neurochemistry. 81 (14): 7934–7939. doi:10.1046 / j.1471-4159.81.s1.105.x. PMC  35446. PMID  11438738.
  7. ^ Theodorou, E; G Dalembert; C Heffelfinger; E bílá; S Weissman; L Corcoran; M Snyder (2009). „Revertní pole Vysoce výkonná obrazovka embryonálních kmenových buněk identifikuje Oct-2 jako bifunkční regulátor neuronové diferenciace“. Geny a vývoj. 23 (5): 575–588. doi:10.1101 / gad.1772509. PMC  2658525. PMID  19270158.
  8. ^ A b Wen Shu; Li Hong; Liu Jia (2009). "Epigenetické pozadí stanovení neuronového osudu". Pokrok v neurobiologii. 87 (2): 98–117. doi:10.1016 / j.pneurobio.2008.10.002. PMID  19007844.
  9. ^ A b Kim, WY; J Shen (2008). „Preseniliny jsou potřebné pro udržení nervových kmenových buněk ve vyvíjejícím se mozku“. Molekulární neurodegenerace. 3: 2. doi:10.1186/1750-1326-3-2. PMC  2235867. PMID  18182109.
  10. ^ Park, I H; R Zhao; Západ; Yabuuchi; H Huo; Ince T; P Lerou; M Lensch; G Daley (2008). "Přeprogramování lidských somatických buněk na pluripotenci s definovanými faktory". Příroda. 451 (7175): 141–6. doi:10.1038 / nature06534. PMID  18157115.
  11. ^ Porayette, P; M gallego; M Kaltcheva; R Bowen; S Meethal; C Atwood (2009). „Diferenciální zpracování prekurzorového proteinu amyloidu-beta řídí šíření a diferenciaci lidských embryonálních kmenových buněk do neuronových prekurzorových buněk“. Journal of Biological Chemistry. 284 (35): 23806–23817. doi:10.1074 / jbc.M109.026328. PMC  2749153. PMID  19542221.

Viz také