У всех позвоночных информация передается через синапсы — механизм, который позволяет электрическим или химическим сигналам передаваться от одной клетки мозга к другой. Химические синапсы, которые являются наиболее распространенным типом синапса, могут быть возбуждающими или тормозящими. Формирование синапса имеет решающее значение для обучения, памяти, восприятия и познания. Синапсы могут менять свою форму или функцию в считанные секунды. В организме человека ряд расстройств связан с дисфункциональными синапсами, в том числе аутизм, эпилепсия, токсикомания и депрессия.
Астроциты так названы из-за звездно-образной формы, являются вездесущими клетками мозга, которые регулируют образование возбуждающих синапсов через клетки. Недавние исследования показали, что астроциты также играют определенную роль в формировании тормозных синапсов.
Новое исследование показало детали механизмов, посредством которого астроциты участвуют в формировании тормозного синапса и представляет убедительные доказательства того, что трансформирующий фактор роста бета 1 (TGF β1) белок, является ключевым в этом процессе.
Предыдущий опыт показывает, что TGF β1 связан с основными функциями в развитии нервной системы, он модулирует другие компоненты, ответственные за нормальную функцию мозга. В этом исследовании авторы смогли показать, что TGF β1 запускает N-метил-D-аспартат рецепторов (NMDA), которые управляют формированием памяти через синаптическую пластичность. Исследование также показывает, что TGF β1-индукция ингибирующих синапсов зависит от активации другой молекулы — Ca2+ / кальмодулин-зависимой протеинкиназы II (CaMK2), которая работает в качестве посредника для обучения и памяти.
«Наше исследование является первым, которое связало этот сложный путь молекул»,- утверждает Flávia Gomes.
Идея, что баланс между возбуждающими и тормозящими входами зависит от сигналов астроцит, получила сильную поддержку в новом исследовании и предполагает ключевую роль для астроцитов в развитии неврологических нарушений, связанных с нарушением тормозящих передач синапсов. Зная механизмы, тормозные синапсы могут улучшить наше понимание синаптической пластичности и познавательных процессов, и могут помочь в разработке новых лекарств для лечения этих заболеваний.
ПОДРОБНЕЕ В НАУЧНОЙ СТАТЬЕ:
Flávia Gomes et al. Astrocyte Transforming Growth Factor Beta 1 Promotes Inhibitory Synapse Formation Via Cam Kinase II Signaling // Glia (2014)
