Рис.1 (Рис.1-3 из статьи Gould, E., 2007).  |  Changes in the view of adult neurogenesis in the mammalian brain over the past 15 years shown on a schematic diagram of the adult rat brain.


Рис.2).  |  Studies reporting no adult neurogenesis in the neocortex have presented unconvincing evidence for adequate BrdU and NeuN double labelling in the dentate gyrus.


Рис.3).  |  Convincing evidence for adequate BrdU and NeuN double-labelled staining in the adult rat hippocampus


Рис.4).  |  The standards of evidence of adult neurogenesis are not applied evenly across brain areas.

Считается, что нейрогенез имеет место в зубчатой фасции гиппокампа взрослого организма, однако пока не установлено, какова функциональная роль вновь рожденных нейронов в этой структуре мозга. Предварительные исследования показали, что вновь рожденные клетки гиппокампа осуществляют связи с кортикальными аксонами и локальными интернейронами. В настоящем исследовании Gage с соавторами продемонстрировали, что аксоны нейронов взрослого организма также формируют функциональные выходные синапсы (output synapses) с другими нейронами гиппокампа.

Авторы впервые представили морфологические доказательства того, что вновь рожденные клетки имеют выходные синапсы. После мечения вновь рожденных клеток с помощью ретровирусной доставки флюоресуирующего репортерного гена, авторы использовали иммунно-электронную микроскопию и серийные срезы для изучения синаптических окончаний аксонов меченых клеток. Было обнаружено, что эти клетки образуют синапсы с нейронами гиппокампа в поле СА3 и в хилусе. Следует отметить, что связи с нейронами поля СА3 со временем менялись – вновь рожденные нейроны сначали формировали синапсы с дендритным древом, но позднее такие синаптические связи наблюдали с дендритными шипиками и колючими шишками (thorny excrescences) [«Колючие шишки» представляют короткие дендритные веточки, которые в отличие от дендритных шипиков в поле СА1 и зубчатой фасции, содержат тубулиновые микротрубочки и митохондрии «колючие шишки»].

Следующий этап работы авторов – исследование вопроса о функциональности синапсов сформированных вновь рожденными нейронами. Ими был также использован ретровирус, но для доставки был использован не только флуоресцентный репортерный ген, но и ген, кодирующий channelrhodopsin 2 ( chr2). Такой подход позволил активировать с помощью голубого света вновь рожденные клетки на срезах гиппокампа. Далее были применены электрофизиологические методы для измерения эффекта активации таких клеток на нейронах, являющихся их мишенями (включая интернейроны в хилусе и на границе слоя гранулярных клеток с хилусом, клетки мшистых волокон в хилусе и пирамидные клетки поля СА3).

Повторяющаяся пульсация голубого света могла индуцировать постсинаптические потоки во всех трех типах клеток-мишеней. Добавление kynurenine, mixed AMPA (α -amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole propionic acid)/NMDA (N-methyl-D-aspartate) рецепторного антагониста, или mGluR агониста DCG-IV, который редуцирует нейротранмиттерное высвобождение в синапсах мшистых волокон, блокировало вызванные постсинаптические потоки. Это указывало на то, что глутамат является основным нейротрансмиттером вновь рожденных нейронов взрослого гиппокампа.

Данное исследование еще раз подтвердило, что вновь рожденные нейроны во взрослом гиппокампе функционально интегрируются в гиппокампальные цепи. Последующие эксперименты должны прояснить вопрос о степени вклада этих клеток в информационный процессинг в гиппокампе, а также вопрос о том, каким образом снижение уровня нейрогенеза в мозге взрослого организма во время старения нарушает функционирование такой важной структуры как гиппокамп.

См также:

Дополнительные Рисунки

Gould, E. How widespread is adult neurogenesis in mammals? Nature Rev. Neurosci. 8, 481–488 (2007)