UNC -Studie Genauigkeiten Gene Controlling Anzahl von Gehirnzellen
Der Befund legt nahe, dass ein einzelnes Gen , genannt GSK-3 , steuert die Signale, die bestimmen, wie viele Neuronen tatsächlich am Ende zu komponieren , das Gehirn . Dies hat erhebliche Auswirkungen für Patienten mit neuropsychiatrischen Erkrankungen , wie Links wurden kürzlich von GSK-3 und gezeichnet Schizophrenie . Depression und bipolare Störung .
Proliferation, in dem die Zellen zu vermehren , um genügend Ausgangsmaterialien- - und die Differenzierung , in dem diese Materialien in funktionierenden Neuronen entwickeln sich das Auffüllen der wachsenden Gehirn muss neuralen Stammzellen ein empfindliches Gleichgewicht zwischen zwei Schlüsselprozesse schlagen .
Wenn die Stammzellen vermehren zu viel, sie außer Kontrolle wachsen und eine könnte Tumor . Wenn sie zu wenig proliferieren kann es genügend Zellen , um die Milliarden von Nervenzellen des Gehirns werden nicht sein. Forscher an der University of North Carolina in Chapel Hill School of Medicine haben nun festgestellt , dass diese kritische Balance beruht zu einem großen Teil auf einem einzigen Gen, genannt GSK-3 .
Der Befund legt nahe, dass GSK-3 steuert die Signale, die bestimmen, wie viele Neuronen tatsächlich am Ende zu komponieren , das Gehirn . Es hat auch wichtige Konsequenzen für Patienten mit neuropsychiatrischen Erkrankungen , wie Links wurden kürzlich von GSK-3 und Schizophrenie, Depression und bipolarer Störung gezogen.
Eines der Gene, die mit Schizophrenie assoziiert scheint GSK-3 als Vermittler verwenden, um ihre Wirkungen auf Nervenzellen auszuüben. Zusätzlich , Lithium, eine beliebte Behandlung der bipolaren Störung , wirkt teilweise durch Abschalten GSK-3 . "Ich glaube nicht, dass jemand hätte gedacht, dass das Löschen von GSK-3 würde eine solche dramatische Auswirkungen auf neurale Stammzellen haben ", sagte Senior Studie Autor William D. Snider , MD, Professor für Neurologie und zell- und molekular Physiologie , Und Direktor des UNC Neuroscience Center. "Die Leute müssen genau überlegen , ob geben ein Medikament wie Lithium , Kinder könnten negative Auswirkungen auf die zugrunde liegende Struktur des Nervensystems haben zu denken. "
In einer Studie, die online 4. Oktober in der Zeitschrift Nature Neuroscience, Snider und seine Kollegen erstellt ein Mausmodell , in dem beide Formen der GSK-3 -Gen - bezeichnet Alpha und Beta - gelöscht worden war. Sie beschlossen, nach GSK-3 gehen - das steht für Glykogensynthasekinase 3 - denn es ist eines der am besten untersuchten Kinasen oder Signalmoleküle in all der Biologie.
Die Forscher verwendeten eine " bedingten Knock- out" Strategie zur GSK-3 entfernen zu einem bestimmten Zeitpunkt in der Entwicklung der embryonalen Maus , als eine Art von Zelle genannt radialen Progenitorzellen soeben gebildet worden ist.
Da das Gehirn entwickelt , neurale Stammzellen entwickeln sich durch drei verschiedene Stufen - neuralen Epithelzellen, Radialvorläuferzellen und Zwischen neuralen Vorläuferzellen . Die radialen Vorläuferzellen sind besonders wichtig, weil sie sind gedacht, um den Großteil der Neuronen im sich entwickelnden Gehirn bereitzustellen , sondern auch differenzieren , um die zu all den zellulären Elementen des Gehirns ergeben. Die Forscher entdeckten, dass das Löschen von GSK-3 in der zweiten Phase der Entwicklung verursacht die radialen Vorläuferzellen in einem ständigen Zustand der Proliferation gesperrt werden.
"Es war wirklich sehr auffällig ", sagte Snider . "Ohne GSK-3 , diese neuralen Stammzellen halten nur Division und Division und Division . Die gesamte sich entwickelnde Gehirn füllt sich mit diesen neuralen Stammzellen , die sich nicht zu reifen Nervenzellen verwandeln. "
GSK-3 ist bekannt, Signale zur Proliferation und Differenzierung in Nervenzellen über mehrere koordinieren " Signalwege . " So untersuchten die Wissenschaftler , um zu sehen , welche Auswirkungen das Löschen des Moleküls auf einige dieser Wege hatten . Sie fanden heraus, dass jeder von den Wegen , die sie studiert schiefgegangen .
Snider und seine Kollegen wollen nun zu sehen, ob das Hinzufügen von GSK -3 , ihre genetisch veränderte Mäuse zurück können die proliferierende Stammzellen zu Nervenzellen umzuwandeln , was möglicherweise zu einer drei- bis viermal so viele Neuronen in den Mutanten als normal.
" Ich finde, dass sehr interessant , weil ich nicht von jedem anderen Manipulation, würde möglicherweise Ihnen zu ermöglichen, wählen Sie einfach oben und unten die Anzahl der Neuronen , die im Gehirn erzeugt werden, zu denken ", sagte Snider .
Die Finanzierung für die Studien an der UNC führte kam von den National Institutes of Health . Studie Co-Autoren von Snider Labor an der UNC gehören Hauptautor Woo- Yang Kim , Ph.D., Postdoc Associate ; Xinshuo Wang, Doktorand und Yaohong Wu, Cheftechniker . Forscher aus dem Labor von James R. Woodgett , Ph.D. an der Universität von Toronto arbeitete auch an dem Projekt.
Quelle:
Les Lang
University of North Carolina School of Medicine