2426
Радіальна глія — стовбурові клітини, які будують значну частину кори людського мозку до народження, — приймає рішення про майбутні типи клітин не лише за генетичною програмою. Дві нові роботи UCLA показали, що на ці рішення впливають і спосіб використання глюкози всередині клітини, і прямі фізичні сигнали від нейронів таламуса.
Кора великих півкуль відповідає за значну частину складних функцій — мислення, пам’ять, мову, планування та сенсорну обробку. Під час ембріонального розвитку її клітини виникають не одночасно, а в суворій послідовності.
Радіальні гліальні клітини працюють як головний виробничий центр цього процесу. Вони самовідновлюються, утворюють нейрони різних шарів кори й підтримувальні клітини.
Перше дослідження, опубліковане в Cell, створило детальний метаболічний атлас ранньої кори. Для цього команда аналізувала донорську людську тканину та мозкові органоїди, вирощені зі стовбурових клітин.
Результат показав, що метаболізм не просто постачає енергію клітині. Він активно впливає на її долю.
Радіальна глія особливо сильно використовувала пентозофосфатний шлях — одну з гілок обміну глюкози. Ця система виробляє молекули, потрібні для швидкого поділу клітин і захисту від окисного стресу.
У міру того як стовбурові клітини переходили до утворення нейронів, спосіб використання глюкози перебудовувався. Коли дослідники експериментально змінювали окремі метаболічні шляхи, змінювалася і схильність клітин до різних варіантів розвитку.
Друга робота, опублікована в Science, досліджувала зовсім інший тип сигналу. Команда створювала окремі органоїди кори й таламуса, а потім з’єднувала їх.
Таламус — глибока структура мозку, через яку проходить велика частина сенсорної інформації. Під час розвитку його нейрони посилають довгі аксони до кори.
Дослідники побачили, що таламічні волокна контактують не тільки зі зрілими нейронами. Вони фізично взаємодіють із радіальною глією ще тоді, коли та продовжує виробляти нові клітини.
Цей контакт змінював поведінку стовбурових клітин. У присутності таламічних сигналів вони частіше переходили до створення нейронів верхніх шарів кори.
Верхні шари кори особливо розвинені в людському мозку й містять нейрони, які формують далекі зв’язки між різними кортикальними областями.
Отже, розвиток кори виявився не повністю автономним. Інша ділянка мозку фактично надсилає їй структурні сигнали ще під час будівництва.
Дві роботи разом показують, що «рішення» стовбурової клітини формується на перетині внутрішнього й зовнішнього середовища. Усередині важливий метаболізм, а зовні — фізичні контакти з уже сформованими нервовими структурами.
Автори також цікавляться тим, чому клітини, схожі на радіальну глію, знову з’являються в деяких пухлинах мозку. Детальніше розуміння нормальної програми розвитку може допомогти з’ясувати, які механізми повторно активуються при захворюваннях.
Ці дослідження не означають, що вчені вже можуть керувати формуванням людського мозку. Вони додають дві конкретні ланки до складної системи сигналів, яка визначає, коли й які клітини з’являються в корі до народження.
