Ученые РАН показали роль одной из основных сигнальных молекул в восстановлении мозга

Специалисты Института биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН (ИБХФ РАН) изучили роль сигнальной молекулы сфингозин-1-фосфата (S1P) в процессах восстановления нервной ткани и предложили целостный подход к их регулированию. Результаты работы позволяют рассматривать метаболизм S1P как один из важных регуляторов восстановительных процессов в мозге взрослого организма.

Липиды (жиры) играют не только запасающую (энергетическую) и строительную роль в клетках, но и выполняют особую функцию регуляции различных биологических процессов в клетках, в том числе и в клетках головного мозга (нейронах и клетках глии: астроцитах, микроглии, олигодендроцитах и т.д.). Одно из таких липидных соединений — сфингозин-1-фосфат (S1P), который может действовать как внутри клетки, так и оказывать внеклеточное действие.

Сфингозин-1-фосфат как сигнальная молекула внутри клетки запускает каскады реакций, регулирующих рост, миграцию клеток, воспаление, ангиогенез и другие процессы в головном мозге. После транспортировки во внеклеточное пространство S1P связывается с пятью специфическими рецепторами S1P1-5, которые, в свою очередь, влияют на множество процессов в мозге, в том числе образование синапсов, нейротрансмиссию, нейрогенез, пролиферацию и миграцию клеток, а также на регуляцию гематоэнцефалического барьера. Таким образом S1P вовлечен в обеспечение деятельности мозга и поддержание его гомеостаза.

Долгое время считалось, что возможности восстановления мозга взрослого человека крайне ограничены. Однако исследования последних десятилетий показали, что нервная ткань сохраняет способность к обновлению на протяжении жизни. В частности, в мозге продолжается образование новых нейронов и клеток глии, а восстановительные процессы обеспечиваются взаимодействием нервных стволовых клеток, клеточного окружения и кровеносной системы.

Авторы провели масштабный обзор научных данных о роли S1P в восстановлении нервной ткани и показали, что эта сигнальная молекула, участвующая в работе клеток мозга, может быть задействована сразу в нескольких процессах восстановления нервной ткани — образовании новых нейронов, восстановлении защитной оболочки нервов — миелина — и росте кровеносных сосудов.

В частности, в исследовании показано, что сигнальная ось сфингозин-1-фосфата и его рецепторов (S1P/S1PR) участвует во всех этапах нейрогенеза — от пролиферации нейтральных стволовых клеток до интеграции зрелых нейронов. Эта тонко настроенная регуляция происходит как напрямую, через активацию внутриклеточных сигнальных путей в самих клетках-предшественниках, так и опосредованно, через модуляцию микроокружения нейрогенной ниши. Участие в регулировании всех этапах нейрогенеза известно, например, для белков-нейротрофинов, однако для S1P оно было показано впервые.

Источник: Официальный ресурс Министерства образования и науки Российской Федерации