Половые различия в развитии клеток мозга дают ключ к разгадке риска заболеваний
Новое исследование Йельского университета показывает, что астроциты, тип глиальных клеток, встречающихся в центральной нервной системе, развиваются с разной скоростью у самцов и самок мышей, что может повлиять на построение нейронных сетей и может иметь последствия для риска заболеваний. Результаты исследования были опубликованы 1 февраля в журнале Cell Reports.
Известно, что астроциты играют важную роль в развитии мозга, включая создание, поддержание и обрезку связей между нейронами. Предыдущие исследования также показали, что они реагируют на гормоны, такие как тестостерон и эстроген. Менее ясно, как эта чувствительность к половым гормонам может по-разному влиять на развитие мозга у мужчин и женщин.
Для исследования группа под руководством Джанфилиппо Копполы, научного сотрудника кафедры патологии Йельской школы медицины, составила карту профилей экспрессии генов астроцитов на протяжении развития мышей-самцов и самок, что позволило им увидеть, какие биологические пути были активны в клетках и какие процессы в них происходили в разные периоды времени. В исследовании также принимали участие Гарет Рурак, докторант Карлтонского университета, и Наталина Салмасо, председатель Канадского исследовательского совета и доцент кафедры нейронаук Карлтонского университета.
"Во-первых, мы увидели четкую разницу между молодыми и пожилыми мышами, - говорит Коппола. В частности, экспрессия генов у молодых мышей была в основном связана с функциями раннего развития, такими как формирование связей между нейронами. У старых мышей экспрессия генов указывала на то, что астроциты больше вовлечены в процессы созревания мозга, такие как обрезка нейронных связей"
У молодых мышей исследователи также наблюдали различия между самцами и самками в экспрессии генов астроцитов на ранних стадиях развития. Эти различия достигли максимума через неделю после рождения и были связаны с такими явлениями развития, как рост и деление клеток и формирование нейронных связей. Этот вывод позволяет предположить, что могут существовать половые различия в том, как астроциты модулируют нейронные сети.
Эти половые различия, по-видимому, обусловлены тем, что астроциты созревают с разной скоростью. Астроциты самцов мышей начали демонстрировать экспрессию генов, характерную для старых мышей, раньше, чем у самок.
"На первый взгляд, можно подумать, что более быстрый темп созревания - это хорошо для развития", - сказал Салмасо. "Однако более быстрое созревание может также означать, что у самцов меньше времени на восстановление после вызовов окружающей среды, с которыми они могут столкнуться в этот период, или что критические периоды развития потенциально короче. Это может иметь значение для нейроразвивающих расстройств"
Многие неврологические, психиатрические и развивающие расстройства, такие как шизофрения и синдром Ретта, редкое расстройство, которое влияет на двигательные навыки и речь, по-разному влияют на мужчин и женщин. Функция астроцитов была связана со многими из этих заболеваний, и обнаружение половых различий на самых ранних стадиях развития может помочь исследователям лучше понять половые различия в заболеваниях и предложить новые пути лечения.
"Важность этой информации заключается в том, что теперь можно делать выводы о том, как астроциты участвуют в развитии заболеваний", - сказал Коппола. "Это также показывает, что нейроны не должны быть единственными клетками, рассматриваемыми в качестве мишеней для терапевтического вмешательства, потому что они не единственные игроки в том, как развивается болезнь. Астроциты тоже"
Чтобы помочь в дальнейшей работе над этой темой, исследовательская группа создала базу данных для собранных ими данных экспрессии генов, которую они предоставили научному сообществу.
