Некоторые наши ткани, например, кожа, достаточно хорошо восстанавливаются после травм. Травмы центральной нервной системы (ЦНС), в частности, спинного мозга, напротив, часто приводят к тяжёлым функциональным нарушениям, зачастую не поддающимся лечению. Почему так происходит? Способность ткани к регенерации во многом зависит от способности составляющих её клеток замещать клетки, утраченные в результате травмы. Кожа или кишечник замечательно справляются с этой задачей, активируя тканеспецифичные стволовые клетки. В распоряжении ЦНС тоже есть свои стволовые клетки, и они тоже активируются в результате травмы. Однако вклад активируемых травмой нервных стволовых клеток в замещение утерянных нейронов и олигодендроцитов недостаточен для регенерации: преимущественно они продуцируют рубцеобразующие астроциты. Возможно ли перенастроить стволовые клетки ЦНС таким образом, чтобы заставить их дифференцироваться в клетки нужного типа? Нейробиологи из Каролинского института (Karolinska Institute) и Санкт-Петербургского государственного университета решили попробовать.
Проанализировав хроматин и РНК отдельных стволовых клеток из популяции эпендимальных клеток, учёные обнаружили, что генетическая программа генерации олигодендроцитов доступна в них, но латентна, так как гены олигодендроцитов не экспрессируются. В частности, исследователи выяснили, что большая часть сайтов связывания для OLIG2, транскрипционного фактора, обычно инициирующего олигодендрогенез, имеет базальную доступность, несмотря на то, что OLIG2 и его ключевые целевые гены не экспрессируются во взрослых эпендимальных клетках.
Чтобы выяснить, возможно ли использовать эту латентную доступность для того, чтобы заставить стволовые клетки с большей, чем обычно, активностью продуцировать олигодендроциты, экспериментаторы генетически сконструировали специальных мышей, у которых во взрослых эпендимальных клетках активно экспрессируется OLIG2.
После нанесения этим подопытным мышам травм с повреждением спинного мозга в их эпендимальных клетках включалась программа превращения в олигодендроциты, которые затем мигрировали в места демиелинизации аксонов и ремиелинизировали их. Используя оптогенетику, учёные установили, что в итоге у мышей восстанавливалась нормальная аксонная проводимость.
Таким образом, удалось установить, что взрослая ЦНС млекопитающих обладает серьёзным потенциалом регенерации за счёт собственных клеток, без пересадки донорских стволовых клеток — надо лишь активировать соответствующую генетическую программу. Как минимум, это работает с олигодентроцитами и миелинизацией у мышей.
Источник: