Исследователи из Института нейро- и поведенческой биологии Мюнстерского университета (Германия) выяснили, что в мозге плодовой мушки есть второй барьер – помимо гематоэнцефалического. Здесь глиальные клетки также обеспечивают пространственное разделение различных функциональных компартментов, что важно для надежной работы нервной системы, сообщает пресс-служба вуза. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
Нейроны, расположенные в головном мозге, связаны между собой сложным образом и образуют особые точки связи – синапсы. Для надежного функционирования всем нейронам требуется постоянная среда. Для этого мозг окружен так называемым гематоэнцефалическим барьером. Он гарантирует, например, что баланс питательных веществ всегда останется неизменным и что вредные воздействия не достигнут нейронов. Это относится ко всем животным и – в том числе – к людям. Недавно ученые обнаружили, что у насекомых есть еще один барьер.
Группа исследователей изучила мозг личинок плодовой мушки (Drosophila melanogaster) и сосредоточилась на роли глиальных клеток. На ранних этапах развития эти клетки помогают установить правильную нейронную сеть, а более поздние глиальные клетки играют важную роль в контроле передачи сигналов между нейронами. У всех беспозвоночных, а также у примитивных позвоночных глиальные клетки также определяют внешнюю границу нервной системы – гематоэнцефалический барьер.
В глубине мозга мух все синапсы расположены в особой области, называемой нейропилем. Нейропиль отделен от зоны, содержащей клеточные тела нейронов, небольшим набором окружающих глиальных клеток, на которые обратили внимание в этом исследовании. Ученые разработали новый подход – инъекции красителя в мозг живых личинок мух, – чтобы показать, что эти глиальные клетки на самом деле образуют диффузионный барьер, то есть регулируют распределение молекул. Зеленая окраска на фото указывает на распределение белка внеклеточного матрикса, который образован всеми обволакивающими глиальными клетками. Становится ясным разделение мозга на разные реакционные пространства.
Поскольку все другие клеточные барьеры в организме образованы полярными клетками, имеющими «верх» и «вниз», группа исследователей изучила полярность глиальных клеток и в данной работе. Используя методы электронной микроскопии и современной молекулярной генетики, ученые обнаружили, что окружающие глиальные клетки действительно полярны. Они показали, что это свойство является функционально важным, поскольку дефекты полярности приводят как к изменению формы клеток, так и вызывают значительные изменения в поведении у личинок мух: движение личинок с дефектными или отсутствующими глиальными клетками нарушается, личинки ползают медленнее.
[Фото: WWU - Nicole Pogodalla und Christian Klämbt]
