Eine neue Studie entmystifiziert den Kernporenkomplex des Gehirns. Öffnet Wege für neue Behandlungen
Gesundheit

Eine neue Studie entmystifiziert den Kernporenkomplex des Gehirns. Öffnet Wege für neue Behandlungen

Genauso wie jeder Mensch ein Gehirn hat, hat jede Gehirnzelle ihr eigenes Gehirn - eine Kugel aus Chromosomen eine schützende Fettmembran. Dies ist der Kern, auch bekannt als die Zentrale der Zelle. In einer aktuellen Studie, die teilweise von den National Institutes of Health (NIH) finanziert wurde, haben Wissenschaftler gezeigt, dass Moleküle, die durch den Kern eines Astrozyten (einer sternförmigen Gehirnzelle) gehen, eine bestimmte Aktivität in Bewegung auslösen können ein Teil in Gesundheit und Krankheit.

Frühere Studien festgestellt, dass Astrozyten größere Mengen an p75 Neurotrophinrezeptor (p75NTR) produzieren - eine aus einer Familie von Protein-Wachstumsfaktoren, die Nervenzellen zum Überleben und Differenzierung zu stimulieren - nach einer Hirnverletzung auftritt

Einige Störungen des Gehirns, einschließlich Alzheimer-Krankheit und Hirnverletzung, sind mit höheren als normalen Gehirnspiegeln des Wachstumsfaktors TGF-beta assoziiert. Die hohen Spiegel von TGF-beta reagieren mit den Astrozyten und verändern ihre Form, so dass sie Proteine ​​sezernieren, die die Aktivität der Gehirnzellen verändern.

In dieser Studie entdeckten die Forscher, dass sie durch die Behandlung von Astrozyten mit TGF-beta einen freisetzen können kleines Stück des p75NTR-Proteins. Das freie p75NTR bindet an Nukleoporine - eine Gruppe von Proteinen, die die Passage von Molekülen innerhalb und außerhalb des Zellkerns reguliert. Den Forschern zufolge erleichtert die Bindung den Fluss bestimmter kritischer Moleküle in den Zellkern. Es hilft auch den Astrozyten in einen Zustand, in dem sie reaktiver sind.

Die Wissenschaftler beobachteten den Astrocytenkern in Aktion mit hochauflösenden Mikroskopen. Als die Wissenschaftler Astrozyten mit TGF-beta behandelten, sahen sie, dass p75NTR-Proteine ​​an Nukleoporine binden und die Poren der Astrozyten öffnen. Dies half beim Transport eines Proteins namens Smad2, das eine große Rolle spielt, wenn TGF-beta seine Wirkung auf Astrozyten in den Zellkern ausübt.

Der einfachste Weg, die Beziehung zwischen Astrozyten und dem Protein zu erklären, ist, an die Poren zu denken als Gatekeeper und p75NTR als Schlüssel zum Entriegeln eines bestimmten Tors. Während der aktuellen Studie hat das Team bestimmte Rollen sowohl für den Pförtner als auch für den Schlüssel aufgedeckt und wird weiter untersuchen, wie der Kernporenkomplex die Entwicklung und Erkrankung von Nervenzellen steuert.

In einem umgekehrten Experiment, um die Rolle von p75NTR zu bestätigen Wissenschaftler eliminierten p75NTR aus den Astrozyten. Wie erwartet, blockierte dieser Schritt den Transport von Smad2 in den Zellkern.

In Zusammenarbeit mit der leitenden Autorin der Studie, Katerina Akassoglou, Ph.D., zeigte ein Labor, dass durch Eliminierung des p75NTR-Gens in Mäusen gentechnisch veränderte Astrozyten entstanden höhere TGF-beta-Spiegel produzieren, könnten sie Hydrocephalus verhindern. Hydrocephalus ist eine Störung, die das Gehirn mit überschüssiger Gehirn-Rückenmarksflüssigkeit füllt.

Durch die Eliminierung des p75NTR-Gens in Mäusen konnten die Wissenschaftler auch verhindern, dass sich nach der Verletzung Narben in den Astrozyten bilden. Und sogar Gammaschwingungen, die Muster der Nervenzellaktivität, die mit Lernen und Gedächtnis verbunden sind, reparieren.

Akassoglou und das Team haben versehentlich einen verdeckten Weg identifiziert, der tatsächlich hilft zu verstehen, wie Astrozyten die Prozesse des Gehirns steuern und wie sie auf Verletzungen reagieren. Akassoglou, ein leitender Forscher am Gladstone-Institut für neurologische Erkrankungen und Professor für Neurologie an der Universität von Kalifornien, San Francisco, fügt hinzu, dass der von ihnen gefundene Weg bei mehreren Hirnkrankheiten verbreitet sein könnte, so dass sie begeistert sind, ihm zu folgen und erfahren Sie mehr über diesen Bereich des Gehirns.

Laut Jill Morris, Ph.D., Programm-Direktor am Nationalen Institut für neurologische Erkrankungen und Schlaganfall (NINDS) des NIH, bringt diese Forschung die Bedeutung des Kerns des Gehirns ans Licht Pore-Komplex und erhöht die Wahrscheinlichkeit für weitere Studien in der Zukunft, die es als eine Möglichkeit zur Behandlung einer breiten Palette von Erkrankungen des Gehirns zielt.

Details der Studie sind veröffentlicht in der Zeitschrift Nature Neuroscience .

Quellen:
//www.ninds.nih.gov/news_and_events/news_articles/pressrelease_glial_nuclear_pores_08172015.htm

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