Для исследователей
Олигодендроциты — это класс глиальных клеток в центральной нервной системе, которые производят миелин - богатую липидами мембрану, окутывающую и изолирующую аксоны. Миелин известен своей ролью в повышении скорости передачи импульсов между нейронами
Пластичность миелина определяется олигодендроцитами и их клетками-предшественниками. Дифференциация последних регулирует траекторию продукции миелина на протяжении всего развития и, что важно, эти предшественники сохраняют способность пролиферировать и генерировать новые олигодендроциты на протяжении всей взрослой жизни. В частности, миелиновые белки ингибируют прорастание аксонов и, как полагают, закрывают критические периоды и кристаллизуют цепи . Во взрослом мозге миелин может подвергаться значительной реорганизации в ответ на нервную активность; эта зависимая от опыта миелинизация в конечном итоге способствует двигательной функции, пространственному и моторному обучению, социальному поведению и эмоциональному аффекту. Пластичность миелина в центральной нервной системе происходит за счет изменений существующего миелина, добавления новых сегментов миелина из существующих олигодендроцитов и включения новых олигодендроцитов и миелина посредством олигодендрогенеза. Растущее число исследований подтверждает, что взрослые нейральные и глиальные предшественники представляют собой гетерогенные популяции, и многие из отмеченных выше маркеров могут экспрессироваться типами клеток, не принадлежащими к линии олигодендроцитов; например, PSA-NCAM также обнаруживается в нейронах, а NG2 — в перицитах
Олигодендрогенез
Олигодендрогенез активно происходит на ранних стадиях развития, но также продолжается на протяжении всей взрослой жизни. Как и нейроны, олигодендроциты изначально происходят из мультипотентных нейральных стволовых клеток (NSC), которые сохраняют способность к самообновлению и могут дифференцироваться, принимая нейрональную или глиальную судьбу. Эти процессы жестко регулируются многочисленными факторами, и прогрессирование от NSC к зрелому олигодендроциту можно отслеживать по экспрессии характерных клеточных маркеров. Например, на самых ранних стадиях подмножество Nestin+ NSC может развиваться в пре-предшественники олигодендроцитов (OPP) - пролиферативные клетки, которые по умолчанию следуют судьбе глиальных клеток и экспрессируют молекулу адгезии полисиалилированных нервных клеток (PSA-NCAM). Подмножество OPP становится выделенными клетками-предшественниками олигодендроцитов (OPC), предшественниками, переданными в линию олигодендроцитов; OPC экспрессируют характерный поверхностный протеогликан - нейрон-глиальный антиген 2 (NG2), который позволяет их метить и отслеживать in situ . Другие маркеры, такие как рецептор фактора роста тромбоцитов альфа (PDGFR-α) и ганглиозид клеточной поверхности A2B5, также наблюдаются в OPC и преолигодендроцитах.
Несмотря на то, что пик продукции миелинизирующих олигодендроцитов приходится на первые несколько недель жизни, существуют региональные различия в созревании миелина. Например, сенсорные области миелинизуются раньше в жизни, тогда как такие области, как префронтальная кора, продлевают миелинизацию в подростковом и раннем взрослом возрасте. Важно отметить, что не все предшественники дифференцируются в олигодендроциты; популяция предшественников сохраняется на протяжении всей жизни и сохраняет способность пролиферировать и дифференцироваться в олигодендроциты. Кроме того, пре-предшественники олигодендроцитов и предшественники олигодендроцитов могут продуцироваться из взрослых NSC в зубчатой извилине и субвентрикулярной зоне.
Кроме того, предшественники олигодендроцитов мобилизуются и дифференцируются в олигодендроциты в ответ на повреждение и демиелинизацию, обеспечивая новую миелинизацию и восстановление.
Олигодендрогенез и нейрогенез
Во время развития млекопитающих предшественники олигодендроцитов происходят из желудочковых зародышевых зон эмбриональной нервной трубки. Эти предшественники пролиферируют и мигрируют по развивающемуся мозгу и в конечном итоге дифференцируются в зрелые миелинизирующие олигодендроциты. Как и в случае с нейронами, переизбыток олигодендроцитов возникает на ранних стадиях развития. Поскольку эти клетки конкурируют за факторы роста, часть из них, в конечном итоге, подвергается апоптозу, что приводит к уменьшению популяции миелинизирующих олигодендроцитов.
Важно отметить, что предшественники олигодендроцитов чувствительны к передаче нервных сигналов и реагируют на нервную активность путем пролиферации и дифференцировки. Выживание и последующее производство миелина этими новорожденными олигодендроцитами могут в конечном итоге способствовать реорганизации существующего миелинового ландшафта.
Инструменты оценки пролиферации и дифференцировки олигодендроцитов
Пролиферацию, выживаемость и дифференцировку NSC и предшественников олигодендроцитов можно количественно оценить с помощью инструментов, метящих новорожденные клетки, таких как синтетический аналог тимидина бромдезоксиуридин (BrdU). Экзогенно введенный BrdU включается в DNA во время S-фазы, постоянно маркируя клетки, которые подвергались репликации DNA во время введения BrdU. Следовательно, анализ маркировки BrdU вскоре после введения обеспечивает средство количественной оценки пролиферации. Кроме того, анализ мечения BrdU в более поздние моменты времени позволяет количественно оценить выживаемость новорожденных клеток, а также траектории дифференцировки и судьбы за счет использования двойного мечения с дополнительными маркерами клонов. Например, ряд факторов транскрипции, таких как фактор транскрипции 1 олигодендроцитов (Olig1). В отличие от Olig1, транскрипционный фактор 2 олигодендроцитов (Olig2) экспрессируется во всей линии олигодендроцитов.
Однако следует отметить, что точные разграничения стадий олигодендрогенеза, например, когда клетка считается «незрелой» или «зрелой», значительно различаются в литературе, и в большинстве исследований используется только один маркер для определения клеточной стадии.
Маркеры миелинизации
На заключительных стадиях созревания олигодендроциты начинают продуцировать миелин и экспрессировать маркеры, уникальные для миелинизации, включая основной белок миелина и протеолипидный белок . Эти маркеры одинаковы как для онтогенетического, так и для взрослого олигодендрогенеза, и их обнаружение имеет решающее значение для понимания стадий и регуляции олигодендрогенеза.
Факторы , влияющие на олигодендрогенезе и миелинизацию
На процесс олигодендрогенеза, создания новых олигодендроцитов, на раннем этапе развития и во взрослом возрасте могут существенно влиять внутренние условия и условия окружающей среды, например, такие как гормоны.
Добавить комментарий