Vorherrschende Theorie für die Basis des Zelltods im sich entwickelnden Gehirn Challenged

Der unerwartete Überleben embryonaler Nervenzellen in einer Reihe von Experimenten an der Universität von Kalifornien in das Gehirn von neugeborenen Mäusen transplantiert , San Francisco ( UCSF ) weckt Hoffnung für die Möglichkeit der Verwendung von neuronalen Transplantation zu Krankheiten wie Alzheimer zu behandeln , Epilepsie , Chorea Huntington , Parkinson und Schizophrenie .

Die Experimente , in der Zeitschrift NaturWurden nicht entwickelt, um zu testen, ob embryonale Neuronentransplantationeneffektiv eine spezifische Krankheit zu lindern. Aber sie stellen eine proof- of-principle , dass GABA -sezerInter, eine Art von Gehirnzellen , viele verschiedene neurologische Erkrankungen verknüpft sind, können in großer Zahl in das Gehirn aufgenommen werden kann und ohne Beeinträchtigung der Besiedlung mit körpereigenen Inter überleben.

Das Überleben dieser Zellen nach der Transplantation in Zahlen weit größer als erwartet, war ein Schock für das Team , das von UCSF Professor Arturo Alvarez - Buylla , PhD, und der ehemalige UCSF Student Derek Southwell , MD, PhD geleitet wurde.

Die vorherrschende Theorie gehalten , dass das Überleben der Entwicklung von Nervenzellen ist so etwas wie eine Reise nach Jerusalem . Das Gehirn hat Kapazität für diese Zellen beschränkt ist, sie zu zwingen, miteinander um die wenigen verfügbaren Steckplätze konkurrieren. Nur diejenigen, die einen Platz zum "sitzen" ( und empfangen Überleben Signale von anderen Zelltypen abgeleitet ) wird überleben , wenn die Musik aufhört zu finden. Der Rest sterben einen vernichtenden Todes.

Basierend auf dieser Theorie hatte der UCSF Team nur eine feste und die geringe Anzahl der transplantierten embryonalen Inter erwartet würde, in den Gehirnen von älteren Empfängermäusen , und zwar unabhängig davon, wie viele sie transplantiert. Was sie fanden, war ganz anders : Unabhängig davon, wie viele sie verpflanzt , immer überlebt eine einheitliche Prozentsatz.

" [ Diese ständige Überlebensrate ] deutet darauf hin, dass diese Zellen , die andere kollaborative Studien haben gezeigt, haben große therapeutische Versprechen , kann Kortex in großer Zahl aufgenommen werden", sagte Alvarez - Buylla , der der Heather und Melanie Muss Professor für Neurochirurgie ist und ein Mitglied der Eli und Edythe Broad Center of Regeneration Medizin und Stammzellforschung an der UCSF .

Frühere Arbeiten am UCSF und anderswo gezeigt, dass die Transplantation dieser Zellen können einen kritischen Phase der Plastizität im Empfängergehirn schaffen , Anfälle in Tiermodellen der Epilepsie zu verringern, und Parkinson -ähnlichen Bewegungsstörungen zu reduzieren bei Laborratten . Die Aktivität dieser Zellen wird häufig gestört Alzheimer-Krankheit Und ihre Anzahl ist in den Gehirnen von Patienten mit Schizophrenie verändert . Wenn in das Rückenmark transplantiert , sie helfen auch, zu verringern Schmerzempfindung .

In der vorliegenden Studie fanden die UCSF Mannschaft, da sie die Anzahl der Zellen, die sie transplantiert verändert , ein konstanter Anteil an diesen Zellen überlebten - anstatt einer konstanten Anzahl - was darauf hindeutet , dass ein Teil der Zellen bestimmt ist, durch zell autonomen Mechanismen sterben oder daß ein Überlebensfaktor wird von den hemmenden Neuronen selbst sezerniert. Die Arbeit zeigt, dass diese Inter kann in weit größerer Zahl verpflanzt , als bisher angenommen werden - eine Beobachtung, die erhebliche Auswirkungen auf die Verwendung dieser Zellen zu Defekten in der erregenden / hemmende Volant in der Krankheit brain.Survival der Zellen zu korrigieren könnte abhängig von Unknown "Signale"

GABAergen Interneuronen sind wichtig für die Gehirnfunktion , weil sie das Gleichgewicht der Wirkung von " erregenden " Neuronen in der Großhirnrinde , indem hemmenden Signalen . Krankheiten wie Epilepsie, Alzheimer , Chorea Huntington , Parkinson und Schizophrenie sind alle verschieden , um Störungen in dieser exzitatorischen / inhibitorische Abgleich verbunden ist und Probleme mit den GABAergen Interneuronen wurden in all diesen Erkrankungen dokumentiert.

Dem Teil des Gehirns, wo sie letztendlich in funktionale Schaltungen eingebaut ist, - diese GABAergen Inter sind nicht in der Hirnrinde geboren. Stattdessen werden sie in einem entfernten Teil des sich entwickelnden Gehirns erzeugt und dann an ihren Zielort zu migrieren. Seit Jahrzehnten haben Forscher nicht bekannt, wie die geeignete Anzahl von diesen Inter bestimmt wird , wie viele ausgebildet sind, wenn sie sterben und wieviele nach Erreichen der Hirnrinde überleben. Die jüngste Veröffentlichung befasst sich mit einigen dieser Unbekannten , sondern auch zeigte eine unerwartete Beobachtung .

Es wird allgemein angenommen , dass neuronale Nummern werden durch die Verfügbarkeit von Überlebenssignale durch andere Zielzellen bereitgestellt bestimmt. Diese Idee , die allgemein bekannt als die " neurotrophic Hypothese" auf Nobelpreisträger Experimente in den 1940er Jahren zeigt, wie das Überleben von sich entwickelnden Neuronen im Rückenmark und peripheren Nervensystems festgestellt wird, auf der Basis . Diese Arbeit hat gezeigt, dass nur die Nervenfasern, die richtig anschließen konnte , um Ziele außerhalb des Nervensystems überleben würde und dass diese Ziele ein Protein namens Nerven zur Wahrung der Nerven verantwortlich Wachstumsfaktor produziert.

Seit vielen Jahren hat die neurotrophic Hypothese Ideen , wie und warum Zellen dominiert im Gehirn leben und sterben . " Die neurotrophe Hypothese ist seit angenommen worden, um auf alle Arten Neuronen und allen Bereichen des Nervensystems gelten ", sagte Southwell .

Es wurde angenommen, dass, sobald die GABAerge Inter umständlich ihren Weg in den rechten Teil des Gehirns , nur diejenigen, die mit den anderen Neuronen bereits dort würde durch ein Protein oder einen anderen Faktor geschützt werden verschmolzen , um am Leben zu bleiben . Stattdessen wurde das Überleben der transplantierten Inter in einer Weise, die von der Konkurrenz durch andere Arten von Zellen, die in den Empfängern erzeugten Lebenssignale unabhängig bestimmt.

Während die neuen Versuche nicht , diese Theorie zu stürzen , wie sie sich auf , wie Nerven außerhalb des Gehirns verbinden , um ihre Ziele , schlagen sie vor, kann es etwas anderes los mit GABAergen Interneuronen können.