Höhere Säugetiere, wie Menschen, haben deutlich größere Gehirne als andere Säugetiere. Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Molekulare Zellbiologie und Genetik in Dresden vor kurzem einen neuen Mechanismus entdeckt über Hirnstammzellproliferation. Sie dient dazu, die Produktion von Neuronen während der Entwicklung zu steigern, wodurch die Erweiterung der Großhirnrinde - der Teil des Gehirns, die uns Menschen zu sprechen, denken und zu träumen können. Die überraschende Entdeckung durch die Dresdner Forscher zusammen: zwei Komponenten in der Stammzellumgebung - die extrazelluläre Matrix und Schilddrüsenhormone - arbeiten mit einem Proteinmolekül auf der Stammzelloberfläche, einer sogenannten Integrin gefunden. Das erklärt wahrscheinlich, warum Jodmangel in der Schwangerschaft hat verheerende Folgen für das ungeborene Kind, seine Gehirnentwicklung zu beeinträchtigen - ohne Jod, keine Schilddrüsenhormone produziert werden. "Unsere Studie zeigt diese Beziehung und liefert eine mögliche Erklärung für den Zustand Neurologen zu beziehen, wie Kretinismus", so Wieland Huttner, Direktor am Max-Planck-Institut in Dresden. Diese neurologische Erkrankung stark beeinträchtigt die geistigen Fähigkeiten eines Menschen.
Im Laufe der Evolution bestimmte Säugetiere , insbesondere Menschen , haben größere Gehirne als andere, und daher weiter fortgeschrittenen kognitiven Fähigkeiten entwickelt. Mäuse , die beispielsweise Gehirn , die etwa tausend mal kleiner als die menschlich sind . In ihrer Studie , die in Zusammenarbeit mit dem Fritz -Lipmann-Institut in Jena durchgeführt wurde, wollten die Forscher in Dresden zu Faktoren, die die Entwicklung des Gehirns zu bestimmen und zu verstehen, wie größere Gehirne entwickelt haben, zu identifizieren.
Ein gemütliches Bett für Stammzellen des Gehirns
Gehirn Neuronen aus Stammzellen genannt basal -Vorläufern , die in der Lage, beim Menschen proliferieren erzeugt werden, aber nicht in Mäusen. Beim Menschen werden basalen Vorläufern durch eine besondere Umgebung , einem sogenannten extrazellulären Matrix ( ECM) , das von den Vorläufern selbst hergestellt ist , umgeben . Wie ein gemütliches Bett , die wuchernden Zellen beherbergt es . Mäusen fehlen solche ECM , das heißt, sie erzeugen weniger Neuronen und einen kleineren Gehirn.
Die Wissenschaftler daher Tests durchgeführt , um zu sehen , ob bei Mäusen , basalen Vorläuferzellen beginnen sich zu vermehren , wenn eine vergleichbare Zellumgebung simuliert. Das Ergebnis: " . Wir simuliert eine extrazelluläre Matrix für die Stammzellen des Gehirns unter Verwendung einer stimulierenden Antikörper Dieser Antikörper aktiviert ein Integrin auf der Zelloberfläche der basalen Vorläuferzellen und stimuliert somit ihre Proliferation " , erklärt Denise Stenzel, die die Experimente angeführt .
Da eine Anforderung von Schilddrüsenhormonen für die richtige Entwicklung des Gehirns früher bekannt war, blockiert die Forscher die Produktion dieser Hormone bei trächtigen Ratten zu sehen, wenn ihr Fehlen würde basalen Vorläufer Proliferation in den Embryonen zu hemmen. Tatsächlich weniger Progenitoren und folglich Neuronen wurden hergestellt , wahrscheinlich Erläutern der abnormale Gehirnentwicklungin Abwesenheit von Schilddrüsenhormonen . Wenn die Wirkung dieser Hormone an der Integrin blockiert wurde, der ECM -simulierenden Antikörper allein nicht mehr basal Vorläuferproliferationinduzieren.
Eine Kombination von ECM und Schilddrüsenhormone so erscheint erforderlich basalen Vorläuferzellen zu vermehren und produzieren genug Nervenzellen für die Entwicklung des Gehirns . Menschliche Gehirn Stammzellen die passende Umgebung natürlich . " Das ist wahrscheinlich , wie im Laufe der Evolution haben wir Menschen größere Gehirne ", so Wieland Huttner , der Zusammenfassung der Studie. Die Forschung brachte eine weitere wichtige Erkenntnis : "Wir waren in der Lage, die Rolle von Jod in der embryonalen Entwicklung des Gehirns auf zellulärer Ebene zu erklären ", so Denise Stenzel . Jod ist für die Produktion von Schilddrüsenhormonen und eine Jod-Mangel bei Schwangeren zu nachteiligen Auswirkungen auf die Entwicklung des Gehirns des ungeborenen Kind.