У рубцювання нервової тканини провідну роль грає особливий тип перицитів • Віра Башмакова • Новини науки на "Елементи" • Нейробиология, Молекулярна біологія

У рубцювання нервової тканини провідну роль грає особливий тип перицитів

Мал. 1. A. Електронна мікрофотографія кровоносних судин спинного мозку (просвіт одного з них показаний зірочкою), Оточених ендотеліальними клітинами (червоні), Перицитами типу А (зелені; один з них показаний стрілочкою), Перицитами типу В (сині) І астроцитами (блакитні). на врізки – ту саму ділянку під світловим мікроскопом (до приготування мікросрезов), стрілочка вказує на той же Періци. На великих дозволах видно базальну пластинку (bl, показана трикутниками; про те, що таке базальна пластинка, см. Basal lamina), яка оточує Періци (B), І плазматическую мембрану (pm, показана трикутниками) Астроцити (C). Зображення з обговорюваної статті в Science

Нервова система здатна в деякій мірі відновлюватися після механічного пошкодження; на місці травми виникає рубець. У науковому середовищі ось уже століття точаться дискусії про те, яку роль відіграє цей рубець, якими клітинами і як він утворений. Групі дослідників (в якій, до речі, працювали двоє вчених з Росії) з Каролінського інституту (Швеція) і Національного центру онкологічних досліджень (Іспанія) вдалося трохи підняти завісу таємниці над цією проблемою.

Оскільки серед клітин рубця дуже багато астроцитів, цей рубець було якось прийнято називати "гліальні", і саме глії була присвячена бпроБільша частина досліджень. При цьому в рубці присутній і негліальний компонент, утворений сполучною тканиною, але він – на жаль! – привертав набагато менше уваги вчених. Тим часом, відомо, що сполучна тканина відіграє величезну роль при рубцювання рішуче у всіх органах, з чого можна зробити висновок, що і утворення рубців в нервовій системі без неї не обходиться.

Існує безліч підтипів фібробластів (клітин сполучної тканини), і досить значна кількість досліджень було присвячено тому, які саме з них беруть участь в рубцювання, проте однозначних результатів, на жаль, отримано не було.

Велика частина робіт свідчила про те, що в освіті рубців задіяні циркулюючі клітини (наприклад, клітини крові), "місцеві" пролиферирующие фібробласти, ендотеліальні або епітеліальні клітини. А деякі дані показували, що важливу роль в певних типах рубцювання грають перицитам – клітини, що оточують капіляри поверх ендотеліальних клітин.

Саме на вивченні ролі перицитів в освіті рубців в спинному мозку і вирішили зосередитися автори обговорюваної роботи. Перицитів цих існує кілька різновидів (взагалі, коли починаєш придивлятися до якого-небудь типу клітин, то виявляєш, що він розпадається на безліч підтипів, кожен з підтипів можна розділити на подподтіпи, і так далі).

Дослідникам вдалося підібрати методику, яка специфічно метилу тільки один різновид перицитів – ту, що оточувала кровоносні судини в паренхімі спинного мозку (якщо бути зовсім точним, то перицитам паренхіми спинного мозку теж бувають як мінімум двох типів, і в даному випадку метілся тільки один з них ; далі мічені клітини будуть називатися перицитами типу а, а немічених – перицитами типу В). Метілісь при цьому не тільки самі клітини, але і всі їх нащадки. Таким чином можна було зрозуміти, чи бере участь цей тип клітин в освіті рубців спинного мозку.

Тепер потрібно було розібратися, який внесок перицитам типу А вносять в рубцювання спинного мозку. Для цього дослідники пошкодили спинний мозок мишам з позначеними перицитами і стали стежити за долею цих клітин в місці пошкодження.

Виявилося, що пошкодження спинного мозку викликає різкий приріст кількості перицитів типу А. Через дев'ять днів їх стає в 25 разів більше в пошкодженій ділянці, ніж в непошкодженому, а свого піку їх чисельність сягає через два тижні після пошкодження, коли рубець ущільнюється. Потім кількість перицитів починає зменшуватися і через чотири місяці досягає плато, на якому тримається ще як мінімум три місяці. Кількість же астроцитів теж досягає свого максимального приросту через два тижні після пошкодження, але їх стає не в 25, а всього лише в 2 рази більше, а потім їх чисельність починає спадати приблизно так само, як і у перицитів.

Це говорить про те, що перицитам відповідають на пошкодження нервової тканини набагато масштабніше, ніж астроцити. Просто через те, що астроцитів спочатку більше, виникає ілюзія, що саме вони відіграють головну роль в рубцювання.

Мал. 2. Зміна чисельності нащадків перицитів типу А (пофарбовані жовтувато-зеленим) І астроцитів (пофарбовані червоним) При рубцювання спинного мозку. Показаний неушкоджений спинний мозок (no injury, A) І спинний мозок через три (B), чотири (C), П'ять (D), Чотирнадцять днів (E) І два місяці (F) Після пошкодження. синім кольором пофарбовані клітинні ядра. Видно, що нащадки перицитів "поселяються" в центрі рубця і поступово "обростають" астроцитами. на графікуG видно, скільки нащадків перицитів знаходиться в області рубцювання (hundred cells / section, вертикальна вісь зліва) В різні моменти часу після травми і у скільки разів збільшується їх кількість при пошкодженні в порівнянні з неушкодженим ділянкою (fold increase, вертикальна вісь праворуч). H – чистий приріст кількості нащадків перицитів в порівнянні з астроцитами через 14 днів і 4 місяці після ушкодження. Зображення з обговорюваної статті вScience

Щоб розібратися, як саме перицитам відповідають на виникнення пошкодження, вчені досліджували ранній період рубцювання. Було показано, що спочатку (на перший-другий день після травми) в центрі пошкодженої області майже немає кровоносних судин, але на третій-п'ятий день судини туди проростають, причому щільність перицитів на цих судинах підвищена. І, що особливо важливо, перицитам типу А, що знаходяться в області пошкодження, втрачають контакт з кровоносними судинами (клітини типу В так себе не ведуть); крім того, у них змінюється експресія деяких генів і навіть сама клітинна морфологія модифікується. Взагалі, виявилося, що бпроБільша частина сполучної тканини в області рубця сталася саме від перицитів типу А – тобто ці клітини відіграють важливу роль в рубцювання.

Мал. 3. Кровоносну судину перетинає кордон (зазначену пунктиром) Між неушкодженою і пошкодженої (справа вгорі) Областями. У інтактної ділянки перицитам (показані жовтувато-зеленим) Щільно оточують ендотелій судин (показаний червоним), А в області травми перицитам відокремлюються від ендотелію (позначено трикутниками). Зображення з обговорюваної статті в Science

Однак за рахунок чого настільки драматично збільшується кількість перицитів? Розмножуються ці клітини в області травми або тільки масово мігрують туди? Щоб перевірити це, вчені виміряли рівень включення в перицитам бромдезоксіурідіна (БДУ), який може замість тимідину вбудовуватися в ДНК при її реплікації перед поділом клітини (тобто якщо в клітці є БДУ, значить вона недавно ділилася). Крім того, дослідники визначили, експресують чи перицитам специфічний митотический маркер Ki67: якщо він присутній в клітці, значить вона ділиться буквально в цю хвилину. Отримані результати однозначно показували, що приріст кількості перицитів типу А пов'язаний саме з їхньої бурхливої ​​пролиферацией,а не з міграцією в ділянку травми.

Мал. 4. Перицити типу А в ділянці травми показують бурхливу проліферацію. А. Перицити типу А, які перебувають в стані мітозу, позначені трикутниками. У цих клітинах крім жовтувато-зелених є червонуваті ділянки через фарбування на митотический маркер Ki67. В. Клітини, які хоча б раз встигли поділитися з моменту початку дослідження, мають червонуваті ділянки через включення БДУ. Зображення з обговорюваної статті в Science

Раз перицитам типу А збільшують свою кількість за рахунок проліферації, стає дуже просто перевірити, яке значення ці клітини мають в процесах рубцювання. Потрібно просто не дозволити цим клітинам ділитися і подивитися, як утворюється рубець без їх участі (і утворюється взагалі).

І з'ясувалося, що блокування ділення перицитів типу А не дозволяє зарубцюватися ділянці травми – у третини піддослідних тварин він не затягнувся зовсім. При цьому в непошкоджених ділянках практично не змінилися ні кількість або морфологія перицитів, ні кількість кровоносних судин, з якими вони пов'язані.

Мал. 5. Блокування поділу перицитів типу А порушує рубцювання нервової тканини і не дозволяє затягнутися ділянці травми. зліва – спинний мозок контрольної тварини, у якого перицитам могли ділитися, а справа – досвідченого, у якого розподіл перицитів було заблоковано. Зображення з обговорюваної статті в Science

Все це говорить про колосальну роль перицитів класу А в рубцювання нервової тканини. Можна сказати, що дані клітини – головний ресурс, завдяки якому і затягується ділянку травми. А раз так – у нас з'являється шанс впливати на процеси відновлення центральної нервової системи після її пошкодження. Крім того, цілком можливо, що і в інших органах перицитам грають в рубцювання не останню роль.

джерело: Christian Göritz, David O. Dias, Nikolay Tomilin, Mariano Barbacid, Oleg Shupliakov, Jonas Frisén. A Pericyte Origin of Spinal Cord Scar Tissue // Science. 2011. V. 333. P. 238-242.

Віра Башмакова


Like this post? Please share to your friends:
Залишити відповідь

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: