Активация удаленных нейронов мозга необходима для регенерации хвоста аксолота

Новое исследование ученых из Морской биологической лаборатории (MBL) в Вудс-Хоул показало, что для регенерации хвоста аксолота необходима активация специфической группы нейронов в его мозге. Работа, возглавляемая ассоциированным ученым MBL Карен Эчеверри, опубликована в npj Regenerative Medicine.

Роль мозга в регенерации

Исследование раскрывает, что активация группы нейронов, чьи аксоны идут из конечного мозга (телэнцефалона) в гипоталамус, критически важна для процесса регенерации после ампутации хвоста или конечности.

• Ключевой белок Erk: После травмы в этих нейронах повышается активность белка внеклеточно-регулируемой киназы (Erk), который запускает каскад реакций, меняющих экспрессию генов.
• Белок нейротензин: В гипоталамусе активированные нейроны увеличивают выработку белка нейротензина.
• Экспериментальное подтверждение: Блокирование нормальной работы либо Erk в мозге, либо нейротензина приводило к значительному укорочению регенерировавших хвостов.

Перспективы для млекопитающих

Полученные данные указывают на возможность того, что сопоставимая группа нейронов может влиять на регенеративные ответы и у млекопитающих.

«Иногда мы думаем о травме и регенерации только как о локальном ответе в месте повреждения... и забываем, что всем в нашем теле управляет мозг», — отмечает Карен Эчеверри.

Ученые планируют исследовать, активируется ли та же группа нейронов в мозге млекопитающих после травмы, а также определить ключевые молекулы, передающие сигнал между местом повреждения и мозгом.

Эволюционный контекст регенерации у человека

Эчеверри отмечает, что даже если бы люди обладали регенеративными способностями аксолота, процесс заживления, например, спинного мозга, занял бы гораздо больше времени из-за размеров организма. Длительная регенерация повышает риски инфекций и повторных травм.

«Возможно, мы эволюционировали, чтобы заживлять раны и формировать рубцовую ткань, чтобы избежать этих исходов... Вопрос в том, можем ли мы использовать эту [имеющуюся] способность и заставить ее регенерировать гораздо быстрее?»

Исследование проведено в сотрудничестве с Отделом трансляционной и функциональной геномики Национального исследовательского института генома человека (NIH).