Учёные из Института Солка США выявили способность тромбина разрушительно влиять на нервные клетки, а заодно и совершенно новую функцию миелинизирующих клеток периферической нервной системы. Их работа, опубликованная в журнале PLOS Genetics, показывает, что клетки Шванна блокируют действие свёртывающего белка на нейроны и препятствует их гибели. Открытие авторов может стать полезным в исследовании нейродегенеративных заболеваний периферической нервной системы. Например, бокового амиотрофического склероза.
Слева: нервно-мышечные синапсы в клетках обычного типа. В центре — то же без шванновских клеток. Справа: со шванновскими клетками и при отсутствии тромбина. Сredit: Salk Institute.
Шванновские клетки располагаются вдоль длинного отростка нейрона и создают электроизолирующий слой – миелиновую оболочку. Они выполняют опорную функцию, участвуют в питании нервной клетки и помогают передавать нервное возбуждение по аксонам. Новое исследование авторов выявляет ещё одну очень важную роль клеток Шванна: защиту аксонов от разрушения тромбином. Как оказалось, белок свертывающей системы крови может приводит нейрон к гибели.
Авторы изучили нервно-мышечные синапсы мыши в нездоровом и здоровом виде, где происходит взаимодействие между клетками Шванна, нервным волокном и мышцей. Исследователи обнаружили, что в отсутствие шванновских клеток нейродегенерация происходила всего за два дня. Основную роль в этом процессе начинал играть ацетилхолин – наиболее распространённый нейромедиатор в нервно-мышечных синапсах. Без «присмотра» клеток Шванна ацетилхолин запускал в мышечных клетках выделение свертывающего кровь белка тромбина, который разрушал нейрон.
Чтобы подтвердить влияние тромбина, исследователи рассмотрели модель соединения нейрона и мышцы с отсутствующим или не функционирующим тромбином. В результате у мышей наблюдалась меньшая дегенерация нервного волокна, что соответствует выводам учёных о разрушительном действии тромбина.
Исследование авторов открывает новый фактор влияния на жизнь нервной клетки. Теперь учёные нацелены на изучение механизма действия тромбина, а также других разрушающих ферментов. Полученные сведения будут особенно ценными в изучении проблемы нервно-мышечных заболеваний.
Текст: Екатерина Заикина
Glial cells maintain synapses by inhibiting an activity-dependent retrograde protease signal
By Thomas W. Gould, Bertha Dominguez, Fred de Winter, Gene W. Yeo, Patrick Liu, Balaji Sundararaman, Thomas Stark, Anthony Vu, Jay L. Degen, Weichun Lin, Kuo-Fen Lee
PLOS Genetics
https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1007948