Откуда в кишечнике взялись нейроны?

Наш кишечник на всем своем протяжении окружен тысячами нейронов. Именно они заставляют его сокращаться и проталкивать пищу вперед. Нервная система кишечника – это наиболее сложно устроенное скопление нейронов в теле за пределами головного и спинного мозга. Тем более удивительно, что в процессе развития абсолютное большинство клеток-предшественниц нейронов образуются в районе шеи, из области блуждающего нерва, и уже оттуда мигрируют к самому концу кишечника. Как и когда в процессе эволюции возник такой сложный (и неочевидный) путь «заселения» кишечника нейронами?

Чтобы занять свое место во взрослом организме, клетки-предшественницы нейронов кишечника проделывают самый длинный путь из всех эмбриональных клеток. Однако, в 2014 году было показано, что все-таки очень небольшая часть кишечных нейронов так далеко не путешествует — они образуются рядом с органом из предшественников шванновских клеток (вспомогательных клеток нервной ткани, которые формируются вдоль аксонов периферических нервных волокон). Отсюда возникло предположение, что это прогрессивный признак, появившийся не так давно в процессе эволюции. Ведь получается, что клеткам сократили дистанцию, которую им необходимо пройти, чтобы занять нужное место.

Но как показало последнее исследование, опубликованное в Nature, на самом деле все ровно наоборот: в эволюции сначала кишечник заселяли «местные» клетки, предшественницы шванновских клеток, а позже их место вытеснили «мигранты» из блуждающего нерва.

Стандартный подход для поиска ответа на один из фундаментальный вопросов нейробиологии — как же эволюция вышла на такую развитую нервную систему подобно человеческой — это проследить развитие нервной системы у других проще устроенных животных. Что и сделала группа под руководством Марианны Броннер (Marianne E. Bronner) из Калифорнийского университета технологий.

Учёные взяли за модель миног — животных, внешне напоминающих то ли тонких рыб, то ли толстых червей. Они находятся в самом основании эволюционного дерева позвоночных: у них уже есть позвоночник, но ещё нет челюстей.

Проследив развитие их нервной системы, исследователи обнаружили, что удивительным образом в процессе развития нейроны кишечника миног не совершают длинных миграций. Напротив, они образовываются из близлежащих шванновских клеток. Получается, что путешествия предшественников нейронов кишечника из блуждающего нерва — это как раз-таки прогрессивная черта, которая возникла в эволюции позже. Как, когда и зачем — это уже вопросы для следующих исследований.