Нейральные стволовые клетки поддерживают высокий уровень активных форм кислорода
Исследователи из Центра регенеративной медицины и стволовых клеток имени Эли и Эдит Брод впервые показали, что нейральные стволовые клетки (НСК), дающие начало нейронам, поддерживают высокий уровень активных форм кислорода (АФК) для регуляции нормального самообновления и дифференцировки.
Ключевые выводы:
- Неожиданная роль АФК: Вопреки устоявшемуся мнению, что стволовые клетки поддерживают низкий уровень АФК для защиты от повреждений, НСК используют высокие уровни АФК для регуляции своей функции.
- Влияние на функцию клеток: Стимуляция АФК увеличивала рост и дифференцировку НСК. Снижение уровня АФК, наоборот, нарушало нормальную функцию клеток как у мышей, так и в клеточных линиях человека и мыши.
- Молекулярный механизм: Самообновление и дифференцировка НСК, опосредованные АФК, зависят от сигнального пути PI3K/Akt. АФК, генерируемые ферментом NADPH оксидазой (NOX), влияют на этот путь, инактивируя белок-супрессор опухолей PTEN.
- Патологические последствия: Исследователи предполагают, что у людей с генетической предрасположенностью к активации пути PI3K (например, при некоторых формах аутизма) воздействие факторов, повышающих уровень АФК (стресс, радиация), может способствовать развитию болезни, вызывая избыточный рост мозга. Этот же путь может способствовать росту опухолевых клеток при раке мозга.
Перспективы: Полученные данные могут иметь значение для восстановления мозга и понимания нарушений его развития. В дальнейшем команда планирует:
- Изучить, используют ли клетки рака мозга повышенный уровень АФК и путь PI3K для собственного роста.
- Проверить, способствуют ли повышенные уровни АФК во время развития мозга его избыточному росту при аутизме.
- Исследовать возможность использования ROS-активируемого пути для стимуляции репарации мозга (например, увеличения производства новых нейронов).
Исследование опубликовано в выпуске журнала Cell Stem Cell от 7 января 2011 года.