Серотонин может действовать как фактор роста стволовых клеток в человеческом мозге плода, которые определяют размер мозга, - пишет eurekalert.org.
В ходе эволюции человека размер мозга увеличился, особенно в той части, которая называется неокортексом. Неокортекс позволяет нам говорить, мечтать и думать. В поисках причин, лежащих в основе увеличения неокортекса, исследователи из Института молекулярной клеточной биологии и генетики Макса Планка в Дрездене вместе с коллегами из университетской больницы Карла Густава Каруса ранее определили ряд молекулярных игроков. Эти игроки обычно действуют внутри клеток так называемых базальных предшественников - стволовых клеток в развивающемся неокортексе, играющих ключевую роль в его расширении. Теперь исследователи сообщают о дополнительной, новой роли серотонина - нейромедиатора счастья, который, как известно, функционирует в мозге, обеспечивая удовлетворение, уверенность в себе и оптимизм. Серотонин действует как фактор роста базальных предшественников у развивающегося человеческого неокортекса. Благодаря этой новой функции серотонин, полученный из плаценты, вероятно, внес вклад в эволюционное расширение неокортекса человека.
Исследовательская группа Виланда Хаттнера из Института молекулярной клеточной биологии и генетики Макса Планка, который является одним из директоров-основателей института, исследовала причину эволюционного расширения неокортекса человека во многих исследованиях. Новое исследование его лаборатории посвящено роли нейромедиатора серотонина в этом процессе. Серотонин часто называют нейротрансмиттером счастья, потому что он передает сообщения между нервными клетками, которые способствуют ощущениям благополучия и счастья. Однако потенциальная роль таких нейромедиаторов в развитии мозга еще не исследована подробно. В развивающемся эмбрионе плацента вырабатывает серотонин, который затем попадает в мозг через кровообращение. Это верно как для людей, так и для мышей. Тем не менее, функция серотонина, полученного из плаценты, в развивающемся мозге неизвестна.
Постдокторант Лэй Син из группы Хаттнера изучал нейротрансмиттеры во время своей докторской работы в Канаде. Когда после этого он начал свой исследовательский проект в Дрездене, ему было любопытно исследовать их роль в развитии мозга. Лэй Син говорит: «Я использовал наборы данных, созданные группой в прошлом, и обнаружил, что серотониновый рецептор HTR2A экспрессируется в неокортексе эмбриона человека, но не эмбриональной мыши. Серотонин должен связываться с этим рецептором, чтобы активировать последующую передачу сигналов. Я спросил себя, может ли этот рецептор быть одним из ключей к вопросу о том, почему у людей мозг больше». Чтобы изучить это, исследователи индуцировали выработку рецептора HTR2A в неокортексе эмбриона мыши. «Действительно, мы обнаружили, что серотонин, активируя этот рецептор, вызвал цепочку реакций, которые привели к производству большего количества базальных предшественников в развивающемся головном мозге. Большее количество базальных предшественников может затем увеличить продукцию корковых нейронов, что открывает путь к увеличению мозга», - продолжает Лэй Син.
«В заключение, наше исследование раскрывает новую роль серотонина в качестве фактора роста базальных предшественников в высокоразвитом мозге, особенно в человеческом. Наши данные указывают на причастность серотонина к расширению неокортекса во время развития и эволюции человека, - резюмирует Виланд Хаттнер, который руководил изучение. Он продолжает: «Аномальная передача сигналов серотонина и нарушенная экспрессия или мутация его рецептора HTR2A наблюдались при различных расстройствах нервного развития и психиатрии, таких как синдром Дауна, синдром дефицита внимания с гиперактивностью и аутизм. Наши результаты могут помочь объяснить, как сбои в работе серотонина во время развития головного мозга плода может привести к врожденным нарушениям, и могут предложить новые подходы к терапевтическим направлениям».
[Фото: eurekalert.org]
