Атлас клеток выявляет причину дефекта черепа у новорожденных

Ученые создали первый детальный клеточный атлас развития венечного шва черепа — сустава, который чаще всего срастается при врожденном дефекте краниосиностоз. Исследование, опубликованное в Nature Communications, провели специалисты из Университета Южной Калифорнии (лаборатории Гейджа Крампа, Роберта Максона и Эми Меррилл) и Оксфордского университета (лаборатории Эндрю Уилки и Стивена Твигга).

Метод исследования

Команда под руководством ведущего автора Д'Жуана Фармера выделила клетки из развивающихся венечных швов мышей. С помощью современных методов секвенирования ДНК ученые каталогизировали активность всех белковых генов в тысячах отдельных клеток.

Ключевые результаты

• На основе уникальных «отпечатков» генной активности идентифицировано 14 различных типов клеток в развивающемся шве и вокруг него.
• Обнаружены новые гены, потенциально участвующие в генерации и поддержании стволовых клеток шва, которые растят кости черепа по обе его стороны.
• В ткани, соединяющей кости черепа с мозгом, найдены клетки, которые могут регулировать активность стволовых клеток шва.
• Выявлены связочные клетки над швом, которые сохраняются во взрослом возрасте. При растяжении растущим мозгом они могут служить сигналом для клеток-предшественников кости о необходимости расширения черепа.

Изучение модели краниосиностоза

Ученые также исследовали мышиную модель синдрома Сэтре-Хотцена — одной из форм краниосиностоза.

• У здоровых мышей стволовые клетки шва были распределены асимметрично, что, вероятно, способствует уникальному перекрытию костных пластин в венечном шве.
• У мышей с краниосиностозом было значительно меньше стволовых клеток шва, распределенных более симметрично. Это может приводить к прямому срастанию краев костных пластин.

«Наше исследование дает ключевое понимание того, почему этот шов особенно уязвим к дефектам у новорожденных с краниосиностозом», — отметил Фармер. Полученные данные могут помочь в разработке менее инвазивных или даже профилактических методов лечения этого тяжелого врожденного дефекта.