Миелиновая оболочка – наиболее хорошо изученная мембранная структура млекопитающих. Известно четыре основных стадии миелинизации: 1) отбор аксонов и инициация межклеточного взаимодействия между этими аксонами и глиальными клетками; 2) установление стабильного межклеточного контакта и сборка узелков Ранвье; 3) регуляция толщины миелина и 4) продольное удлинение миелиновых сегментов в ответ на удлинение аксонов во время постнатального роста.

Причины миелинизации одних аксонов и немиелинизации других пока неизвестны. Перед тем как аксон начинает миелинизироваться, он должен иметь определенный минимальный диаметр около 1 μm. Недавно было показано, что фактор роста нервов (nerve growth factor - NGF) также играет важную роль в регуляции миелинизации. NGF стимулирует этот процесс с помощью Шванновских клеток, однако подавляет олигодендроцит-опосредованную миелинизацию. Эти эффекты оказались непрямыми, т.е. сигналы, нарушающие миелинизацию, исходят от аксонов в ответ на связывание NGF с аксональными тирозин киназовыми TrkA (tyrosine kinase TrkA) рецепторами.

Миелиновый основной белок синтезируется в растущих миелиновых отростках из mРНК, которые транспортируются туда способом, зависимым от микротрубочек. Система микрофиламентов также участвует в этом процессе через небольшие GTPase Rho, а интактные микрофиламенты важны для удлинения отростков и экспрессии миелин-родственных генов.

Связь между образованием оболочки с помощью миелин-формирующей глии и формированием узелков Ранвье довольно запутанна. Тем не менее, формирование основных адгезивных соединений между аксонами и глией – околоузелковых аксо-глиальных соединений – не столь важно для образования узелков, хотя, вероятно, и играет некоторую роль, способствуя плотной кластеризации узелковых компонентов в зрелом нерве. Пока неясно, насколько механизмы сборки начальных сегментов аксона идентичны механизмам, оперирующим вблизи узелка, несмотря на их сходный белковый состав.

Соотношение толщины миелина к диаметру аксона является константой, а neuregulin аксона (axonally-derived neuregulin– NrgI type III) оказался важным компонентом, поскольку миелиновые оболочки утолщаются при сверхэкспрессии этого белка. Нейротофический фактор мозга и нейротрофиновый рецептор p75 участвуют в регуляции более поздних стадий миелинизации, включая утолщение миелина. В отличие от этого, длина межузелковых участков (по крайней мере, в периферической нервной системе) регулируется Cajal band в Шванновской клетке автономно.

Calcineurin/NFAT Signaling Is Required for Neuregulin-Regulated Schwann Cell Differentiation Shih-Chu Kao,Isabella A. Graef, Hai Wu,Jianming Xie, Gerald R. Crabtree Ching-Pin Chang, Jeffrey A. Ranish Science Vol.323, P. 651-654, 2009

Шванновские клетки развиваются из мультипотентных клеток нерного гребня и формируют миелиновые слои вокруг аксонов, это делает возможной быструю предачу потенциалов действия. Передача сигналов neuregulin посредством ErbB рецептора регулирует развитие Швановских клеток; Однако нижестоящие пути определены неполностью. В работе было установлено, что мыши, лишенные calcineurin B1 в нервном гребне, имеют дефекты дифференцировки и миелинизации Шванновских клеток. Добавление Neuregulin к предшественникам Швановских клеток увеличивает цитоплазматический Ca²⁺, который активирует calcineurin и нижестоящие транскрипционные факторы NFATc3 и c4. Очистка NFAT белковых комплексов показала, что Sox10 является ядерным партнером NFAT и действует совместно с NFATc4, чтобы активировать Krox20, который регулирет гены, необходимые для миелинизации. Полученные результаты показывают, что calcineurin и NFAT являются существенными для передачи сигналов neuregulin и ErbB, диверсификации нервного гребня и дифференцировки Швановских клеток.

Model of myelination process regulate d by calcineurin/NFAT signaling pathway. Solid arrows, calcineurin/NFAT signaling pathway; dotted arrows, pathways defined by previous literature.