Новое исследование ученых из Eli and Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research at UCLA ниспровергла давно установившееся представление о том, как аксоны растут во время эмбрионального развития. Находки могут помочь ученым воспроизводить или контролировать пути роста аксонов, что может быть важным при болезнях, затрагивающих нервную систему, таких как диабет и повреждения некоторых нервов.

По мере роста эмбриона нейроны выпускают аксоны в развивающийся спинной мозг. Аксоны затем наводятся, чтобы достичь определенных областей тела, таких как головной мозг, чтобы создать функциональную нервную систему. В цнлом понятно, что разные сигналы наведения, которые являются клеточными молекулами, такими как белки, которые или привлекают, или отталкивают рост аксонов из нейронов, тем самым они находят место своего назначения в нервной системе.

Предыдущее исследование показало, что особый сигнал наведения, наз. netrin1, действует на длинные расстояния, чтобы привлечь и организовать рост аксонов, подобно маяку. Однако, предыдущие исследования показали также, что netrin1 продуцируется во многих местах эмбрионального спинного мозга, поэтому возникает вопрос, как он в действительности действует на удаленных расстояниях. Скорее всего, netrin1 продуцируется с помощью ткане-специфических стволовых клеток, наз. нейральными предшественниками, которые могут создавать любой тип клеток нервной системы. Было неясно, как netrin1, продуцируемый нейральными предшественниками, влияет на рост аксонов.

Группа Butler удаляла netrin1 из нервных предшественников в разных областях эмбрионального спинного мозга мыши, чтобы выяснить, как netrin1, продуцируемый нервными предшественниками, влияет на аксоны в развивающейся нервной системе.

Они установили, что нервные предшественники организуют рост аксонов, путем закладки пути netrin1, который направляет аксоны только к их локальному окружению, а не на большие расстояния. Такой путь netrin1 действует как липкая поверхность, которая направляет рост аксона в направлениях, которые соответствуют нормальной, функциональной нервной системе.

Исследование Butler's существенно ре-интерпретировало роль netrin1 в формировании нервной системы. Стало ясно, что задачей нейральных предшественников является формирование нейральной сети (circuit). Определение, как netrin1 специфически влияет на рост аксонов может помочь ученым использовать netrin1 для регенерации аксонов более эффективно у пациентов с поврежденными нервами.

Напр., поскольку нервы растут в каналах, то представляет большой интерес попытки восстановления нервных каналов после повреждения нервов, которые часто наблюдаются у пациентов, переживших аварии или у ветеранов с повреждениями рук или ног. Одним из обещающих подходов является имплантация искусственных нервных каналов лицам с повреждениями нервов, чтобы позволить регенерирующим аксонам расти по ним. Butler полагает, что покрытие таких нервных каналов netrin1 может в дальнейшем поощрять возобновление роста аксонов. Продолжается детальное исследование, как netrin1 функционирует и как может быть использован в клинике.