'n Enkele proteïen kan die ontwikkelingsklok op volwasse breinselle wat astrocyte genoem word, omkeer, en hulle verander in stamagtige selle wat neurone en ander seltipes produseer, rapporteer UT Southwestern-navorsers in 'n PNAS-studie. Die bevindinge kan eendag lei tot 'n manier om breinweefsel na siekte of besering te herstel.
"Ons wys dat dit moontlik is om die lot van hierdie subset breinselle te herprogrammeer, wat hulle die potensiaal gee om die beskadigde brein te herbou," het studieleier en mede-ooreenstemmende skrywer Chun-Li Zhang gesê. Ph. D., Professor in Molekulêre Biologie en 'n Ondersoeker in die Peter O'Donnell Jr. Breininstituut.
Tydens ontwikkeling vermeerder soogdierstamselle geredelik om neurone regdeur die brein te produseer en selle – genaamd glia – wat hulle help ondersteun. Glia help om optimale breinfunksie te handhaaf deur noodsaaklike take te verrig soos om afval op te ruim en senuweevesels te isoleer. Die volwasse brein verloor egter grootliks daardie stamselkapasiteit. Slegs twee klein regeneratiewe sones, of nisse, bly in die volwasse brein oor, het dr. Zhang verduidelik, wat dit met uiters beperkte kapasiteit gelaat het om homself te genees ná besering of siekte.
Onlangse navorsing het voorgestel dat glia aangespoor kan word om neurone te produseer in sommige modelle van breinbesering of na genetiese manipulasie. Alhoewel hierdie bevindinge belowend is, sal die herstel van gesonde breinweefsel produksie van veelvuldige seltipes vereis, eerder as net neurone, het dr. Zhang gesê.
Op soek na 'n manier om hierdie "multipotente" wedergeboorte aan te spoor, het dr. Zhang en sy kollegas het 'n genetiese ingenieurstegniek in volwasse muisbreine gebruik om astrocyte, 'n subset van glia, te veroorsaak om verskillende transkripsiefaktore te produseer, proteïene wat deurslaggewend is vir die beheer van selidentiteit. Hierdie eksperimente het getoon dat 'n enkele transkripsiefaktor - 'n proteïen bekend as DLX2 - blykbaar astrasiete herprogrammeer in neurale stamagtige selle wat in staat is om neurone en veelvuldige subtipes gliale selle te produseer.
Die navorsers het hierdie bevindings bevestig, beide deur gebruik te maak van 'n tegniek genaamd lineage tracing, waarin hulle nageslag van die veranderde astrasiete gevolg het soos hulle vermenigvuldig het, sowel as merkeranalise wat getoon het dat hierdie nuwe selle die verwagte identiteite van neurone of glia het. In samewerking met die span van mede-ooreenstemmende skrywer Gary Hon, Ph. D., Assistent Professor in Obstetrie en Ginekologie en in die Cecil H. en Ida Green Sentrum vir Reproduktiewe Biologie Wetenskappe en die Lyda Hill Departement Bioinformatika, het globale geenuitdrukking-analise getoon dat die aansporing van astrasiete om DLX2 te produseer blykbaar hulle in stamagtige selle te herprogrammeer met kenmerke van beide onvolwasse breinselle wat vroeër in ontwikkeling gevind is en selle wat in die regeneratiewe nisse van die volwasse brein gevind is.
Dr. Zhang en sy kollegas stel voor dat DLX2 eendag gebruik kan word as 'n hulpmiddel om traumatiese breinbeserings, beroertes en degeneratiewe toestande soos Huntington se siekte te behandel. Navorsers in die Zhang-laboratorium beplan om hierdie benadering in dieremodelle te bestudeer.
Huidige UT Suidwes-navorsers wat tot hierdie studie bygedra het, sluit in Sergio Cananzi, Lei-Lei Wang en Yuhua Zou. Ander deelnemers sluit in mede-hoofskrywers Boxun Li, nou by Duke Universiteit; Yunjia Zhang, nou by die Beijing Genomics Institute, China; Chuanhui Han, nou by Peking Universiteit, China; en Yang-Xin Fu, nou by Tsinghua Universiteit, China.
Dr. Zhang is 'n W. W. Caruth, Jr. Skolier in Biomediese Navorsing by UT Southwestern. Dr. Hon is 'n CPRIT-geleerde.
