Серотонин помог данио-рерио восстановить разорванный спинной мозг

Биологам из Эдинбургского университета удалось установить, что нейромедиатор серотонин является ключевым фактором, стимулирующим восстановление разорванных аксонов мотонейронов (нервных клеток, отвечающих за движения) в спинном мозге у рыбок данио-рерио (Danio rerio). Работа опубликована в журнале Cell Reports.

Способность рыбок данио-рерио, в отличие от млекопитающих (включая человека), восстанавливать разорванные в спинном мозге аксоны – длинные цилиндрические отростки нервных клеток, покрытые особой миелиновой оболочкой, посредством которых нервные импульсы проводятся от тела клетки к другим нейронам, мышцам или железам – была известна ученым уже давно. Тем не менее, факторы, обеспечивающие этот процесс, до сих пор оставались не выясненными.

Шотландские ученые провели серию опытов, показавших, что во время эмбрионального развития у данио-рерио, распространяющийся в спинном мозге серотонин вызывает превращение определенных прогениторных клеток (стволовых клеток, предназначенных для трансформации в строго определенный тип клеток организма) в мотонейроны. При этом количество специальных промежуточных интернейронов в спинном мозге оставалось неизменным (иными словами, серотонин не оказывал на них влияния).

Дополнительные испытания с рыбками, у которых были «отключены» серотониновые рецепторы 5-HT1A показали, что именно данные рецепторы играют немаловажную роль в запуске процессов дифференцировки прогениторных клеток. Проблема заключалась в том, что нейромедиатор серотонин поступает, как бы спускаясь по аксонам, от клеток из головного мозга вниз по направлению к хвостовым отделам спинного мозга. Разрыв аксона приводит к дегенерации его в хвостовой, нижележащей части, однако у данио-рерио он вновь прорастает из вышележащих отделов.

Введение токсинов в верхние, расположенные выше разрыва и выделяющие нейромедиатор серотонин аксоны, блокировало их работу – нарушало нормальный процесс регенерации. В то же время, инъекции серотонина в хвостовые, расположенные ниже места разрыва отделы спинного мозга удваивали число мотонейронов в этой области.

Исследователи надеются, что детальное понимание процесса восстановления травмированного спинного мозга у рыбок данио-рерио даст возможность наметить пути создания новых видов терапии для перенесших травмы позвоночника или нейродегенеративные заболевания людей. Поражение мотонейронов не только приводит к параличу, но и к потере речи и даже возможности дышать. В настоящий момент дегенерация мотонейронов у людей является необратимым процессом.

Даниил Кузнецов