Учёные из института Wellcome Sanger обнаружили, что астроциты, глиальные клетки в коре головного мозга мышей, более разнообразны, чем считалось ранее. Метод, который измерял экспрессию генов единичных клеток «на месте», показал отчетливые слои астроцитов по всей коре. Исследование, опубликованное в журнале Nature Neuroscience, стало самым сильным на сегодняшний доказательством масштабной астроцитарной специализации.
Credit: Bayraktar lab, Wellcome Sanger Institute and Rowitch lab, University of Cambridge
Авторы исследования исследовали экспрессию 46 генов в астроцитах коры головного мозга и создали пространственную транскриптомную карту большой площади (arge-area spatial transcriptomic, LaST) астроцитов.
Оказалось, что астроциты не являются одинаковыми по всей коре, как считалось ранее, а принимают различные «молекулярные формы» в зависимости от их расположения в коре головного мозга. Они обнаружили, что астроциты так же, как и нейроны организованы в несколько слоев, но что границы слоев астроцитов не идентичны слоям нейронов. Вместо этого эти слои имеют менее резко очерченные края и перекрывают нейрональные слои.
Нейронные и астроцитарные слои
Доктор Омер Байрактар, руководитель группы в Wellcome Sanger, сказал: «Открытие того, что астроциты организованы в слои, которые похожи, но не идентичны слоям нейронов, переопределяет наш взгляд на структуру мозга млекопитающих. Кору головного мозга уже нельзя рассматривать просто как структуру нейронов. Если вы хотите правильно понять, как работает наш мозг, вы должны рассмотреть, как организованы астроциты и какую роль они играют».
Профессор Дэвид Роуич, старший автор исследования и заведующий кафедрой педиатрии Кембриджского университета, говорит: «Наше исследование показывает, что кортикальная структура является более сложной, чем считалось ранее. Это дает основание для понимания точной роли, которую играют астроциты, и как они участвуют в развитии нейродегенеративных заболеваний человека».
Авторы предполагают, что полученные ими знания будут иметь большое значение для изучения неврологических расстройств, таких как болезнь Альцгеймера, рассеянный склероз и аутизм, в которые, по последним представлениям, немалый вклад вносят астроциты.
Текст: Софья Королёва
“Astrocyte layers in the mammalian cerebral cortex revealed by a single-cell in situ transcriptomic map”. Omer Ali Bayraktar, Theresa Bartels, Staffan Holmqvist, Vitalii Kleshchevnikov, Araks Martirosyan, Damon Polioudakis, Lucile Ben Haim, Adam M. H. Young, Mykhailo Y. Batiuk, Kirti Prakash, Alexander Brown, Kenny Roberts, Mercedes F. Paredes, Riki Kawaguchi, John H. Stockley, Khalida Sabeur, Sandra M. Chang, Eric Huang, Peter Hutchinson, Erik M. Ullian, Martin Hemberg, Giovanni Coppola, Matthew G. Holt, Daniel H. Geschwind & David H. Rowitch.
Nature Neuroscience doi:10.1038/s41593-020-0602-1.