به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، ارتباط بین نورون‌ها و گلیا نقش مهمی در ایجاد و حفظ عملکرد مرتبه بالاتر مغز دارد. آستروسیت‌ها مورفولوژی‌های پیچیده ای دارند و فرآیندهای محیطی خود را در مجاورت سیناپس‌های عصبی قرار می‌دهند و مستقیماً در تنظیم مدارهای مغزی آنها مشارکت می‌کنند. مطالعات اخیر نشان داده اند که فعالیت عصبی تحریکی باعث تمایز الیگودندروسیت می‌شود. ولی دلیل اینکه آیا انتقال عصبی مهاری مورفوژنز آستروسیت را در طول توسعه تنظیم می‌کند، مشخص نیست. در همین راستا محققان کالج پزشکی Baylor فرآیندهایی را کشف کرده‌اند که به آستروسیت‌ها، فراوان‌ترین سلول گلیال در مغز، شکل بوته‌ای خاص خود را می‌دهند که برای عملکرد مغز اساسی است و همینطور نشان دادند که فعالیت نورون مهاری برای مورفوژنز آستروسیت ضروری و کافی است.. آنها در مجله Nature گزارش دادند که فعالیت عصبی برای آستروسیت‌ها لازم و کافی است تا شکل پیچیده خود را ایجاد کنند و قطع این روند رشد منجر به اختلال در عملکرد مغز می‌شود.

سلول‌های نوروگلیال

سلول‌های نوروگلیال یا سلول‌های گلیال عملکردهای حمایتی را برای سیستم عصبی فراهم می‌کنند. تحقیقات اولیه سلول‌های گلیال را به عنوان "چسب" سیستم عصبی می‌دانستند. سلول‌های گلیال کوچکتر از نورون‌ها هستند اما تعداد آنها از سلول‌های عصبی مغز بیشتر است. سلول‌های گلیال آکسون و دندریت ندارند. با این حال، آنها در طول رشد عصبی یا بهبودی از آسیب عصبی و در طول تعدیل عمل سیناپسی و انتشار سیگنال‌های عصبی وارد عمل می‌شوند. سلول‌های گلیال در سیستم عصبی مرکزی (CNS) و سیستم عصبی محیطی (PNS) یافت می‌شوند. سلول‌های گلیال مهم CNS آستروسیت‌ها، میکروگلیاها، الیگودندروسیت‌ها، سلول‌های گلیال شعاعی و سلول‌های اپاندیمی هستند. سلول‌های شوان، سلول‌های گلیال روده ای و سلول‌های گلیال ماهواره ای بخشی از PNS هستند. با این حال هر نوع سلول گلیال از نظر منشا، ترکیب، مورفولوژی و آناتومی متفاوت است.

 عملکرد آستروسیت‌ها در مغز

آستروسیت‌ها نقش‌های مختلفی را ایفا می‌کنند که برای عملکرد صحیح مغز حیاتی هستند. به عنوان مثال، آنها از فعالیت سایر سلول‌های ضروری مغز و نورون‌ها پشتیبانی می‌کنند. همینطور در شکل گیری و عملکرد سیناپس‌ها یا اتصالات نورون به نورون مشارکت دارند، عامل اصلی انتشار انتقال دهنده‌های عصبی و مواد شیمیایی که واسطه ارتباط عصبی هستند، به شمار می‌آیند و در نهایت اینکه سد خونی مغزی را نیز ایجاد می‌کنند.

اهمیت حفظ عملکرد آستروسیت‌ها در مغز

در مغز بالغ، شکل پرپشت آستروسیت‌ها اساساً با عملکرد مؤثر مغز مرتبط است. زیرا انتهای ساختار آستروسیت منشعب شده با نورون‌ها تعامل دارد و فعالیت سیناپسی را تنظیم می‌کند. پروفسور said Deneen و دکتر Russell Marian ، رئیس بخش جراحی مغز و اعصاب و مدیر مرکز علوم اعصاب سرطان می‌گوید: «اگر آستروسیت‌ها ساختار خود را از دست بدهند، سیناپس‌ها به درستی رفتار نمی‌کنند و عملکرد مغز به اشتباه می‌افتد. بنابراین پی بردن به اینکه چگونه آستروسیت‌ها ساختار پیچیده و پرپشت خود را به دست می‌آورند برای درک چگونگی رشد و عملکرد مغز ضروری است و ممکن است بینش جدیدی در مورد چگونگی ظهور شرایط رشد عصبی به ارمغان آورد. در این مطالعه، ما سلول‌ها و فرآیندهایی را که توسعه ساختار آستروسیت را هدایت می‌کنند، بررسی کردیم.

حال سوال اینجاست که آیا وقتی آستروسیت‌ها رشد می‌کنند، نورون‌ها از قبل وجود دارند و فعال هستند، بنابراین آیا نورون‌ها بر چگونگی شکل پیچیده‌ی آستروسیت‌ها تأثیر می‌گذارند؟

انتقال‌دهنده عصبی GABA

Cheng  گفت: «ما به‌طور مصنوعی نورون‌ها را فعال یا خاموش کردیم و تعیین کردیم که آیا این امر بلوغ آستروسیت‌ها را تسریع یا کند می‌کند. ما متوجه شدیم که فعالیت عصبی برای هدایت بلوغ کامل آستروسیت‌ها به یک سلول بوته‌ای شکل هم لازم و هم کافی است.  بنابراین چگونه آستروسیت‌ها سیگنال‌هایی را دریافت می‌کنند که آنها را به مسیر بلوغ مناسب هدایت می‌کند؟ از طریق چندین رویکرد تجربی، این تیم کشف کردند که نورون‌ها یک انتقال‌دهنده عصبی به نام GABA تولید می‌کنند که از طریق مولکولی روی سطح آن‌ها به نام گیرنده GABAB به آستروسیت‌ها متصل می‌شود. ما گیرنده GABAB را در آستروسیت‌ها از بین بردیم و نورون‌ها را فعال کردیم. در این شرایط، نورون‌ها رشد یک شکل آستروسیتی معمولی را ارتقا ندادند، و از این ایده حمایت می‌کند که نورون‌ها از طریق گیرنده GABAB با آستروسیت‌ها ارتباط برقرار می‌کنند تا بلوغ آن‌ها را افزایش دهند. Deneen گفت: «این یافته غافلگیرکننده و بسیار جالب بود. زیرا به طور مرسوم انتقال دهنده‌های عصبی مانند GABA به عنوان سیگنال بین نورون‌ها در سیناپس‌ها شناخته شده اند، اما ما کشف کردیم که انتقال دهنده‌های عصبی همچنین به آستروسیت‌ها سیگنال می‌دهند و با ایجاد تغییراتی در ساختار آنها بر رشد آنها نیز تأثیر می‌گذارند.

گیرنده γ-آمینو بوتیریک اسید (GABA) نوع GABAB

گیرنده γ-آمینو بوتیریک اسید (GABA) نوع GABAB متعلق به کلاس C گیرنده‌های جفت شده با پروتئین G (GPCRs) است. این گیرنده همراه با گیرنده گاباآ، واسطه انتقال عصبی گابا، انتقال دهنده عصبی بازدارنده اصلی در سیستم عصبی مرکزی (CNS) است. در دهه‌های اخیر، گیرنده به طور گسترده با هدف درک نقش‌های پاتوفیزیولوژیکی، مکانیسم‌های ساختاری و توسعه داروها مورد مطالعه قرار گرفته است. اختلال عملکرد گیرنده با طیف گسترده ای از اختلالات از جمله اضطراب، افسردگی، اعتیاد به الکل، حافظه و سرطان مرتبط است. با وجود تلاش‌های گسترده، ترکیبات کمی برای هدف قرار دادن گیرنده شناخته شده‌اند و تنها آگونیست باکلوفن برای استفاده بالینی تایید شده است.

نحوه ارتباط میان نورون‌ها و آستروسیت‌ها

آزمایش‌های دیگر تکه‌های بیشتری از پازل را نشان داد که چگونه نورون‌ها، آستروسیت‌ها را به شکل پرپشت خود هدایت می‌کنند. نورون‌ها گابا تولید می‌کنند که از طریق گیرنده GABAB به آستروسیت‌ها متصل می‌شود. به نوبه خود، این امر یک سری رویدادها را فعال می‌کند، از جمله تحریک بیان گیرنده دیگری به نام Ednrb، که مسیرهایی را هدایت می‌کند که معماری سلولی را در داخل سلول‌های مرتبط با شکل سلولی بازسازی می‌کند. چنگ گفت. محققان همچنین راز دیگری را در رابطه با رشد آستروسیت بررسی کردند. آنها دریافتند که تنظیم بیان گیرنده  GABABدر آستروسیت‌ها به یک شکل در مناطق مختلف مغز اتفاق نمی‌افتد. Deneen گفت: «این نتیجه کاملاً غیرمنتظره بود. گیرنده GABAB به طور کلی برای آستروسیت‌ها لازم است تا شکل بوته ای خود را در تمام نواحی مغز ایجاد کنند. ولی سوال بعدی این است که چگونه گیرنده GABAB در نواحی مختلف مغز به طور متفاوتی تنظیم می‌شود؟

نحوه تنظیم بیان گیرنده  GABAB

از طریق تجزیه و تحلیل بیوانفورماتیک، محققان دریافتند که این تنظیم منطقه ای توسط دو پروتئین، LHX2 در قشر مغز و NPAS3 در پیاز بویایی از طریق برهمکنش‌های خاص منطقه ای آنها با پروتئین‌های SOX9 و NFIA، که در همه آستروسیت‌ها وجود دارند که گیرنده GABAB را تنظیم می‌کنند، ایجاد می‌شود.در اصطلاح در قشر، LHX2 فقط به NFIA متصل می‌شود، در حالی که در لوب بویایی NPS3 فقط به SOX9 متصل می‌شود و هر یک را قادر می‌سازد بیان گیرنده GABAB را در ناحیه خاصی از مغز تنظیم کند.

در مجموع، یافته‌ها نشان می‌دهند که رشد و عملکرد آستروسیت‌ها شامل الگوی پیچیده‌ای از رویدادها و پروتئین‌هایی است که توسط فعالیت نورون‌ها ایجاد می‌شوند و به شیوه‌ای خاص عمل می‌کنند.

پایان مطلب/.