Миелинизация как основа функционирования нервной системы
Известно, что процессы миелинизации нервных волокон обусловлены механизмами фосфолипидного обмена и требуют участия структур цитоскелета. Фосфолипиды, являясь компонентами мембран, вовлечены в каскад жизненно важных процессов метаболизма, включая ряд ферментативных процессов внутриклеточного обмена. Миелиновый слой аксонов имеет решающее значение в скорости передачи межнейронных сигналов. Нарушения процессов миелинизации, лежащие в основе такого хронического аутоиммунного заболевания, как рассеянный склероз, и подавляющие физиологическую работу нервных структур, по-прежнему остаются актуальным вопросом, требующим поиска терапевтических решений.
В недавнем исследовании, представленном международной исследовательской группой под руководством научных сотрудников Рурского университета в Бохуме (Ruhr‐University Bochum), Германия, был описан механизм регуляции процессов регенерации миелинового слоя нервных волокон. Андреас Файсснер (Andreas Faissner), руководитель отдела морфологии и молекулярной нейробиологии Рурского университета, выразил надежду на то, что новые данные помогут определить потенциальные направления, позволяющие ускорить и оптимизировать процессы миелинизации, используя соответствующие фармакологические влияния. Статья по результатам исследования опубликована в журнале «Glia» 30 ноября 2018 г.
Механизмы синтеза миелина
Формирование миелиновых структур обусловлено активным функционированием олигодендроцитов. При этом синтез изоляционных компонентов требует сложных трансформаций формы клетки и ее мембранных составляющих. В новом исследовании авторами были проанализированы особенности функционального взаимодействия молекулярных факторов, играющих роль переключателей в процессах регуляции морфологии клеточных форм. С этой целью группа исследователей Рурского университета в Бохуме сотрудничала с учеными Центра регенеративной медицины Эдинбургского университета (Centre of Regenerative Medicine, University of Edinburgh), Великобритания, Института нейропатологии при Университетской клинике в Мюнстере (Institute of Neuropathology, University Hospital Münster), Германия, и Отделения клеточной нейрофизиологии Центра физиологии Ганноверской медицинской школы (Cellular Neurophysiology, Centre for Physiology, Hannover Medical School), Германия.
Замедленная регенерация при нарушении обмена Vav3
В своей работе авторы продемонстрировали важность сигнальной молекулы Vav3. Установлено, что данный молекулярный посредник регулирует активность каскада множества других факторов, которые, в свою очередь, выполняют роль молекулярных переключателей, активируя и деактивируя определенные сигнальные процессы. В частности, исследователи показали, что активность молекулярных переключателей изменялась в олигодендроцитах с отсутствующим фактором обмена Vav3. Кроме того, ученые проанализировали, каким образом делеция гена Vav3 влияет на регенерацию миелиновой оболочки в культивируемых in vitro клетках с поврежденным миелиновым слоем. Сопоставив данные наблюдений, авторы пришли к заключению, что в отсутствие фактора обмена Vav3 новый миелиновый слой формируется медленнее, чем в клеточных культурах с неизменным набором сигнальных молекул и, прежде всего, Vav3. Результаты лабораторных наблюдений in vitro также получили свое подтверждение в экспериментах на лабораторных животных с моделированной делецией локуса контроля экспрессии Vav3. Таким образом, in vivo было продемонстрировано аналогичное замедление процессов регенерации миелиновых покрытий.
От экспериментальной теории к терапевтической практике
Комментируя результаты проведенного исследования, авторы отметили, что механизмы передачи сигналов между молекулярными переключателями из семейства RhoA, изученные в настоящей работе, были и ранее достаточно всесторонне исследованы. Однако в сочетании с новыми данными о нюансах функциональной важности фактора обмена Vav3 имеющаяся информация, возможно, позволит разработать подход к управлению механизмами клеточной регуляции таким образом, чтобы ускорить регенерацию миелиновых структур и добавить новые возможности в терапии пациентов с рассеянным склерозом.
- Ulc A., Zeug A., Bauch J. et al. (2018) The guanine nucleotide exchange factor Vav3 modulates oligodendrocyte precursor differentiation and supports remyelination in white matter lesions. Glia, Nov. 18 [Epub. ahead of print].
Наталья Савельева-Кулик
