Neue Steuerung auf die Blutgefäße im Gehirn entwickeln enthüllt durch Zufallsbefund

Zhen Huang gibt offen zu, er interessiert sich für die Blutgefäße nicht vor vier Jahren , als er das Studium der Entwicklung des Gehirns in einer fötalen Maus.

Stattdessen wollte er , um zu sehen , wie die Änderung eines bestimmten Gens in Gehirnzellen genannt Gliazellen würde das Wachstum von Nervenzellen beeinflussen.

Das Ergebnis war, Blutungen, durch Verschlechterung der Venen und Arterien verursacht , und es um Erläuterungen gebeten .

"Es war eine überraschende Erkenntnis ", sagt Huang, ein Assistent Professor für Neurowissenschaften und Neurologie an der University of Wisconsin-Madison . "Ich war hauptsächlich an der neurologischen Aspekt , wie das Gehirn entwickelt und Drähte sich für all die schönen Dinge, die sie tut, vorbereiten."

Aber Zufall begünstigt den vorbereiteten Geist , als Louis Pasteur sagte, und Huang wusste, er brauchte, um auf dem Vorschlag, dass Gliazellen , die normalerweise als "Helfer" für die Neuronen , würde das Wachstum von Blutgefäßen beeinflussen verfolgen. Für eine Sache, ist der Blutfluss eine große Sache im Gehirn , so Huang , dessen Mitarbeiter enthalten Shang Ma, im Graduiertenkolleg in der Zell- und Molekularbiologie an der UW - Madison. "Wir wissen, das Gehirn ist sehr energieintensiv. Pro ​​Volumeneinheit ist, benötigt er 10 mal so viel Sauerstoff wie der Rest des Körpers. "

Obwohl es macht intuitiv Sinn , dass die Blutgefäßentwicklungsollte von neuronalen Entwicklung in irgendeiner Weise geführt werden , verbrachte Huang Jahren dafür, dass er nicht von seinem Versuch zu täuschen. Jetzt hat er sich, und seine wissenschaftlichen Gutachter und die Fachzeitschrift zufrieden PLoS Biologyhat gerade seine Studie veröffentlicht .

Gliazellen im Nervensystem zu etablieren eine pflegende Umgebung für Neuronen aber keine Signale übertragen . Insbesondere sah Huang bei " radiale Gliazellen ", die auch wirken als Stammzellen bei der Schaffung neuer Neuronen. Radial Glia erstrecken sich von der Innenseite des Gehirns nach außen , und auch zu führen wachsenden Neuronen ihrer Endposition befinden .

Ein Standard- Weg, um herauszufinden, welche Zellen und Genen zu tun ist, " Knock-out" bestimmte Gene , mit einer Technologie bei UW-Madison von ehemaligen Professor Oliver Smithies (der den Nobelpreis 2010 für diese Entdeckung gemeinsam) erfunden .

Als Huang wuchs Mäuse mit einem " Knock-out" Mutation, die die Zellteilung bei der radialen Gliazellen blockiert , erwartete er , Anomalien in der embryonalen Gehirn sehen . Aber die große Anomalie war völlig unerwartet : Blutgefäße, die bereits gebildet hatte, war zusammengebrochen .

Neue Blutgefäße in einen Embryo entwickeln in der Regel über einen zweistufigen Prozess , zunächst wächst, und dann stabilisiert. "Wenn der zweite Schritt nicht durchgeführt werden kann, können die Gefäße bereits gebildet werden, aber die Orgel immer noch nicht seine Blutversorgung , weil das Schiff zurückbilden oder Zusammenbruch ", sagt Huang .

Wenn die Blutgefäße zusammenbrechen, Neuronen beginnen zu sterben, sagt Huang . Einige Erkrankungen des Gehirns , einschließlich der Alzheimer- und hämorrhagische Schlaganfall , Zeigen eine ähnliche Regression und Huang sagt, es ist möglich, dass die Signal-Mechanismus , die er experimentell blockiert eine Rolle bei diesen Krankheiten spielen.

Obwohl jede klinische Behandlung ist Jahre entfernt, ist Huang noch sonnen sich in der Nervenkitzel des Grund Entdeckung.

"Wir finden , dass diese Vorläufer und Helfer-Zellen , die radiale Gliazellen , regulieren den Blutgefäßentwicklung, und niemand hat , dass vor gefunden. " Huang sagt . "Früher haben wir eine Maus mit Veränderungen in der Genetik , die Aktivität in diesen Helferzellen im Gehirn zu regulieren , und waren sehr überrascht zu sehen, dass dies hatte eine drastische Wirkung auf die Blutgefäßentwicklung. Zuvor war er immer gedacht, dass es sich um zwei getrennte Systeme , jetzt wir wissen, gibt es Übersprechen zwischen ihnen. Es ist fast wie ein neues Feld geöffnet hat . "