به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، نورون‌های مرکزی نوراپی نفرین (NE) که عمدتاً در لوکوس سرولئوس (LC) قرار دارند، در بیماری‌های روان‌پزشکی و نورودژنراتیو مختلف نقش دارند و یک هدف نوظهور برای کشف دارو هستند. برای تسهیل مطالعه آنها محققان دانشگاه ویسکانسین-مدیسون یک پروتئین کلیدی برای تکوین نوعی از سلول‌های مغزی را شناسایی کرده‌اند که اعتقاد بر این است که در اختلالاتی مانند بیماری آلزایمر و پارکینسون نقش دارد و برای اولین بار از این کشف برای رشد سلول‌های عصبی از سلول‌های بنیادی استفاده کردند. نورون‌های نوراپی‌نفرین مشتق از سلول‌های بنیادی که در بخشی از مغز انسان به نام لوکوس سرولئوس یافت می‌شوند، ممکن است امکان تحقیق در مورد بسیاری از بیماری‌های روان‌پزشکی و نورودژنراتیو را فراهم کنند و ابزاری برای توسعه راه‌های جدید برای درمان آن‌ها فراهم کنند. نورون‌های NE مرکزی ناهمگن هستند، یعنی دارای منشاء رشد، مکان های تشریحی، اتصال و عملکرد متفاوت هستند. نورون‌های NE اغلب در مراحل اولیه بسیاری از بیماری‌های عصبی تخریب می‌شوند، اگرچه مشخص نیست چرا آسیب‌پذیر هستند و چگونه انحطاط آن‌ها به پاتوژنز بیماری کمک می‌کند. از این رو، سیستمNE یک هدف نوظهور برای آشکارسازی پاتوژنز، و توسعه درمان برای بسیاری از اختلالات عصبی است. از سویی دیگر مغز بالغ در ترمیم خود بدنبال آسیب‌هایی مانند  تروما یا سکته مغزی یا بیماری‌های دژنراتیو مانند پارکینسون بسیار ضعیف عمل می‌کند. سلول‌های بنیادی، که به طور بی پایان سازگار هستند، نویدبخش ترمیم عصبی بهتری هستند. اما پیچیدگی دقیق تنظیم شده مغز مانع از توسعه درمان‌های بالینی شده است. یونلونگ تائو، محقق دانشگاه نانجینگ در چین که در زمان انجام این مطالعه، استاد محقق در مرکز ویزمن UW-Madison بود، و سو-چون ژانگ، استاد علوم اعصاب و عصب شناسی UW-Madison، کار خود را بر روی این سلول‌ها که آنها آن را نورون‌های LC-NE می‌نامند، امروز در مجله Nature Biotechnology منتشر کردند.

عملکرد نورون‌های نوراپی نفرین

نوراپی نفرین (NE)، همچنین به عنوان نورآدرنالین (NA) شناخته می‌شود، عمدتا توسط نورون‌های NE در لوکوس سرولئوس (LC) سیستم عصبی مرکزی (CNS) تولید می‌شود. 10000 تا 30000 نورون LC-NE در پستانداران غیر انسانی و 20000 تا 50000 در انسان وجود دارد. سیستم NE در برانگیختگی، بیداری، حافظه، تمرکز و توجه و واکنش «جنگ یا گریز» نقش دارد. اختلال در تنظیم سیستم NE با بسیاری از اختلالات عصبی مانند بیماری آلزایمر (AD)، بیماری پارکینسون (PD)، سندرم مادرزادی هیپوونتیلاسیون مرکزی (CCHS)، اختلالات خواب، اختلال کمبود توجه/بیش فعالی (ADHD)، اضطراب و افسردگی مرتبط است. از آنجا، نورون‌های LC-NE به تمام قسمت‌های مغز و نخاع می‌رسند. ژانگ می‌گوید: "نورون‌های نوراپی نفرین در لوکوس سرولئوس برای زندگی ما ضروری هستند. ما آن را مرکز زندگی می‌نامیم." بدون این سلول‌های عصبی، ما احتمالاً از زمین منقرض می شدیم. این نورون‌ها در بیماری‌های عصبی و روان‌پزشکی مختلف نقش دارند، در بسیاری از بیماری‌های تخریب‌کننده عصبی مانند آلزایمر و پارکینسون، این نورون‌ها در مراحل بسیار اولیه شروع به تحلیل می‌کنند - گاهی سال‌ها قبل از اینکه سایر مناطق مغز شروع به تزلزل کنند.

ایجاد این نورون‌ها از سلول‌های بنیادی انسانی

مردم برای مدت طولانی متوجه این موضوع شده‌اند، اما نمی‌دانند عملکرد لوکوس سرولئوس در این فرآیند چیست. و تا حدی به این دلیل که ما مدل خوبی برای تقلید از نورون‌های LC-NE انسانی نداریم. در تلاش‌های قبلی محققان برای ایجاد این نورون‌ها از سلول‌های بنیادی انسانی از پروتکلی مبتنی بر توسعه نورون‌های LC-NE در مدل‌های موش پیروی می‌کردند. به مدت دو سال، تائو بررسی کرد که چرا این تلاش‌ها با شکست مواجه شدند و چگونه رشد نورون‌های سلول‌های بنیادی در انسان متفاوت است. در مطالعه جدید دانستند که  ACTIVIN-A، پروتئینی که متعلق به خانواده ای از فاکتورهای رشد است، در تنظیم نوروژنز در نورون‌های NE انسان مهم است. تائو می‌گوید: «هم اکنون ما درک جدیدی در مورد توسعه لوکوس سرولئوس داریم. این یافته اصلی در این مقاله است، و بر اساس این یافته، ما قادر به تولید نورون‌های لوکوس سرولئوس نوراپی نفرین هستیم.

شیوه مطالعاتی برای تولید این نورون‌ها

برای ایجاد نورون‌های LC-NE، ابتدا محققان سلول‌های بنیادی پرتوان انسانی را به سلول‌های مغز عقب تبدیل کردند. سپس با استفاده از ACTIVIN-A و یک سری سیگنال‌های اضافی، آنها تکوین سلولی را به سمت سرنوشت خود به عنوان نورون‌های LC-NE هدایت کردند. پس از تبدیل، سلول‌ها ویژگی‌های معمولی نورون‌های LC-NE در مغز انسان را نشان دادند که انتقال‌دهنده عصبی نوراپی نفرین را آزاد می‌کردند. آنها همچنین درختکاری آکسونی را نشان دادند - گسترش بازوهای بلند و منشعب نورون‌ها که اتصال بین سلول‌های مغز را امکان‌پذیر می‌کند - و به حضور دی اکسید کربن که برای کنترل تنفس بسیار مهم است، واکنش نشان دادند. همینطور در این مقاله، متوجه شدیم که پروتئین‌های مورفوژنیک استخوان (BMPs) و فاکتور رشد تبدیل‌کننده بتا (TGFβ)، که برای القای رشد نورون NE در مغز جوندگان و از mESCs17 شناخته می‌شوند، تأثیر آشکاری بر تولید نورون‌های NE از hPSC ها بدن ندارند. قابل ذکر است، ما ثابت کردیم که ACTIVIN A، یکی دیگر از اعضای ابرخانواده TGFβ، در تنظیم نوروژنز و سرنوشت NE پیش سازهای r1 مشخص شده با hPSC مهم است. این یافته باعث تولید 40 تا 60 درصد نورون‌های LC-NE کاربردی می‌شود که شبیه همتایان خود در داخل بدن از یک رده سلول‌های بنیادی جنینی (ESC) (H9) و دو رده از سلول‌های بنیادی پرتوان القایی (iPSC) (W24B و W24M) هستند.

کاربرد سلول‌های جدید به‌عنوان مدلی برای بیماری در انسان

سلول‌های جدید ممکن است به‌عنوان مدلی برای بیماری در انسان عمل کنند و به دانشمندان این امکان را می‌دهند که داروها را برای درمان‌های بالقوه غربال کنند و به سؤالاتی مانند اینکه چرا سلول‌های لوکوس سرولئوس در بیماری‌های عصبی زود می‌میرند، پاسخ دهند. ژانگ می‌گوید: «اگر این تا حدودی مسبب باشد، ما می‌توانیم کاری برای جلوگیری یا به تاخیر انداختن فرآیند تخریب عصبی انجام دهیم. سلول‌های LC-NE ممکن است روزی خود به عنوان درمان با سلول‌های بنیادی عمل کنند. ژانگ می‌گوید: «کاربرد این سلول‌ها از نظر اهمیت بسیار گسترده است. در مرحله بعد، محققان قصد دارند مکانیسم‌های دقیقی را بررسی کنند که از طریق آن ACTIVIN-A رشد نورون LC-NE را تنظیم می‌کند. این گروه همچنین از این سلول‌ها برای کار ترجمه غربالگری دارو و مدل سازی بیماری استفاده خواهد کرد.

پایان مطلب/.