Нейроонтогенез

Эпигенетические перестройки могут создавать благоприятную среду для внутренней пластичности клеток мозга, приводя к клеточному репрограммированию практически в любой тип клеток путем индукции клеточно-специфических транскрипционных программ. Ученые Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН оценили, как ремоделирование хроматина, вызванное ингибиторами гистонацетилтрансферазы и гистондеацетилазы (HDAC) широкого спектра действия, влияет на траектории клеточной дифференцировки в первичных культурах нейронов и глии крыс, используя комбинацию транскриптомики, количественной ПЦР и цитохимии. Они описали эпигенетическую регуляцию транскрипционных программ, контролируемых главными факторами транскрипции и нейротрофинами, в контексте нейрональной и глиальной дифференцировки и оценили экспрессию репрезентативных клеточно-специфических маркеров. Полученные результаты свидетельствуют о том, что ингибиторы HDAC снижают пролиферативный потенциал культивируемых клеток и вызывают транскриптомные изменения, связанные с дифференцировкой и специализацией клеток. В частности, они выявили значительную активацию генов, обычно экспрессирующихся в нейромодуляторных нейронах, и снижение экспрессии генов, экспрессирующихся в глиальных и ингибиторных нейронах. Транскрипционные изменения сопровождались непрерывным повышением уровня серотонинирования гистонов как в нейронах, так и в глиальных клетках. Возникающая вскоре после ингибирования HDAC сложная ремоделировка хроматина сохраняется в течение многих часов в отдельных клетках мозга. Предполагается, что этот устойчивый эпигенетический механизм, вероятно, способствует поддержанию транскрипционных изменений, связанных с изменением клеточной судьбы, возможно, подготавливая клетки к долгосрочному преобразованию.

Сотрудники Лаборатории функциональной биохимии нервной системы представили исчерпывающий обзор взаимодействия между глюкокортикоидами (ГК) и нейрогенезом гиппокампа взрослых (AHN) в контексте больного мозга. Рассмотрены эффекторы ГК в нейрогенной нише зубчатой ​​извилины гиппокампа и обсуждаются последствия передачи сигналов ГК на генерацию и интеграцию новых нейронов. Рассмотрены недавние открытия, демонстрирующие, как передача сигналов ГК опосредует нарушения AHN при различных патологиях головного мозга. ГК-опосредованные эффекты на генерацию и интеграцию взрослых нейронов в зубчатой ​​извилине гиппокампа зависят от природы, тяжести и продолжительности действующего стрессового фактора. ГК реализуют свое влияние на АГН в первую очередь через специфические глюкокортикоидные и минералокортикоидные рецепторы. Нарушение реципрокной регуляции между осью гипоталамус-гипофиз-надпочечники (HPA) и генерацией зернистых нейронов, рожденных взрослыми, в настоящее время считается ключевым механизмом, вовлекающим AHN в патогенез многих заболеваний головного мозга, в том числе тех, которые не имеют прямого повреждение гиппокампа. Эти изменения варьируются от уменьшения пролиферации стволовых клеток и клеток-предшественников до повышенной гибели клеток и аномалий морфологии, связности и локализации молодых нейронов. Хотя участие взаимной регуляции между осью HPA и AHN в патогенезе когнитивных нарушений и нарушений настроения очевидно, отмечается несколько нерешенных критических вопросов. Понимание деталей ГК-опосредованных механизмов, вовлеченных в изменения в AHN, может позволить идентифицировать молекулярные мишени для улучшения вызванного патологией дисбаланса во взаимной регуляции оси HPA / AHN ​​для преодоления когнитивных и психических нарушений.