Novi biološki mehanizam za regeneraciju i popravak mijelina

Studija koju je vodio dr. Hyun Kyoung Lee, izvanredni profesor pedijatrije – neurologije na Medicinskom fakultetu Baylor i istraživač na Institutu za neurološka istraživanja Jan i Dan Duncan u Teksaškoj dječjoj bolnici, otkriva novi biološki mehanizam za regeneraciju i popravak mijelina, zaštitnog ovojnica koja izolira neuronska vlakna i igra vitalnu ulogu u osiguravanju brze i točne neurotransmisije. Tim je pronašao nove uloge za dva proteina, razbarušeni povezani aktivator morfogeneze 2 (Daam2) i CK2α kinazu, u regulaciji popravka i regeneracije mijelina. Studija je objavljena u časopisu Proceedings of the National Academy of Science. Što smo znali o regeneraciji mijelina Mijelin proizvodi vrsta glijalnih stanica prekursora zvanih oligodendrociti, koje su među najbrojnijim stanicama u živčanom sustavu. Oštećenje ili gubitak mijelinske ovojnice obilježje je raznih neuroloških bolesti kod odraslih (kao što je multipla skleroza) i dojenčadi (primjerice, cerebralna paraliza) i uobičajeno je nakon ozljeda mozga. Wingless (Wnt) signalni put jedan je od ključnih regulatora razvoja oligodendrocita i regeneracije mijelina. U određenim bolesnim stanjima i ozljedama mozga, njegove su razine povišene u bijeloj tvari, što smanjuje proizvodnju mijelina prisiljavajući oligodendrocite da ostanu u "zaustavljenom/mirnom stanju". Prije nekoliko godina, Lee i drugi otkrili su da glijalni protein Daam2, koji je dio Wnt signalnog puta, inhibira diferencijaciju oligodendrocita tijekom razvoja, kao i regeneraciju i popravak mijelina. Međutim, do sada su precizni mehanizmi u pozadini ovog procesa ostali misterij. Novi mehanizam za regeneraciju i popravak mijelina Da bi razumjeli kako Daam2 inhibira mijelinizaciju, tim je prvo trebao odrediti regulaciju samog Daam2. Koristeći biokemijske pristupe, otkrili su da stanice reguliraju aktivnost Daam2 označavajući ga fosfatnim kemijskim skupinama, proces koji se naziva fosforilacija, a koji utječe na to koji će geni biti isključeni ili uključeni. Intrigantno, otkrili smo da fosforilacija Daam2 različito utječe na različite faze razvoja oligodendrocita." U ranim fazama ubrzava pretvorbu prekursora oligodendrocita u glijalne stanice, ali u kasnijim fazama usporava njihovo sazrijevanje i njihovu sposobnost da proizvode mijelin,” rekao je Lee, član Baylorova Dan L Duncan Comprehensive Cancer Center. Daljnje analize pokazale su da je protein CK2 odgovoran za fosforilaciju Daam2. Potvrdili su da je podjedinica CK2α u interakciji s Daam2 u laboratorijski uzgojenim oligodendrocitima i fosforilirala ga. Koristeći laboratorijski uzgojene oligodendrocite i modele miševa, pronašli su uvjerljive dokaze koji sugeriraju da CK2α potiče diferencijaciju oligodendrocita fosforilacijom Daam2. Životinjski model neonatalne hipoksične ozljede otkrio je da CK2α posreduje fosforilaciju Daam2, koja ima zaštitnu ulogu u oporavku razvoja i ponašanja nakon neonatalne hipoksije, oblika ozljede mozga koja se javlja kod cerebralne paralize i drugih stanja. Dodatno, olakšava remijelinizaciju nakon ozljede bijele tvari kod odraslih životinja. Zajedno, ovi su nalazi identificirali novi regulatorni čvor koji povezuje CK2α i Daam2 u Wnt putu koji regulira razvoj oligodendrocita specifičan za stupanj i nudi uvid u novi biološki mehanizam za regeneraciju mijelina. "Ova studija otvara uzbudljive terapijske puteve koje bismo mogli razviti u budućnosti za popravak i obnavljanje mijelina, koji ima potencijal za ublažavanje i liječenje nekoliko neuroloških problema koji se trenutno ne mogu izliječiti", rekao je Lee. Prvi autor, Chih-Yen Wang, sada je docent na Nacionalnom sveučilištu Cheng Kung. Ostali uključeni u studiju bili su Zhongyuan Zuo, Juyeon Jo, Kyoung In Kim, Christine Madamba, Qi Ye, Sung Yun Jung i Hugo J. Bellen. Povezani su s Baylor College of Medicine i/ili Institutom za neurološka istraživanja Jan and Dan Duncan u Teksaškoj dječjoj bolnici. Ovaj je rad potpomognut potporama NIH/NINDS-a, Nacionalnog društva za multiplu sklerozu, Zaklade Cynthia i Anthony G. Petrello, Zaklade Mark A. Wallace i Nacionalnog instituta za dječje zdravlje i ljudski razvoj Eunice Kennedy Shriver Nacionalnog instituta za Zdravlje za jezgre neuroponašanja i neurovizualizacije BCM IDDRC. GERM jezgra na Baylor College of Medicine pomogla je u stvaranju linije miševa. scRNA-sekvenciranje je djelomično podržano od strane SCG jezgre i GARP jezgre. Preuzeto sa: https://www.facebook.com/groups/276128313060744