Результаты нового доклинического исследования, опубликованного в The Journal of Neuroscience, помогают проложить путь к лучшему пониманию, профилактике и восстановлению травм головного мозга новорожденных. Во время беременности плод обычно растет в условиях низкого содержания кислорода. Когда дети рождаются недоношенными, происходит резкое изменение среды с высоким содержанием кислорода, которое может быть выше, чем может выдержать ребенок. Эти недоношенные дети часто нуждаются в поддержке, чтобы дышать, потому что их легкие незрелы. Если кислорода, который они получают, слишком много, могут образовываться свободные кислородные радикалы, вызывающие гибель клеток.
У недоношенных детей недостаточно развита антиоксидантная защита, которая предотвращает или отсрочивает некоторые типы повреждения клеток в нормальных условиях. В среде с высоким содержанием кислорода эти слаборазвитые защитные механизмы не могут полностью защитить от окислительного стресса, повреждающего различные области мозга, без доступных методов лечения или профилактических мер.
Согласно доклиническому исследованию , эксперты Детской национальной больницы обнаружили, что окислительный стресс чрезмерно активирует фермент метаболизма глюкозы, GSK3β, изменяя развитие интернейронов гиппокампа и ухудшая обучение и память . Исследователи также ингибировали GSK3β в интернейронах гиппокампа, обращая вспять эти клеточные и когнитивные нарушения.
«Я очень рад, что мы выявили дефект в специфической клеточной популяции в гиппокампе для развития памяти», — сказал Витторио Галло, доктор философии, исполняющий обязанности главного научного сотрудника и исполняющий обязанности директора Детского национального исследовательского института, а также главный исследователь Исследовательский центр интеллектуальных нарушений и нарушений развития округа Колумбия. «Я не думал, что мы сможем сделать это на усовершенствованном уровне, выявляя клеточные популяции, чувствительные к окислительному стрессу, а также лежащие в его основе сигнальные пути и молекулярные механизмы».
Роль окислительного стресса в развитии гиппокампа, а также участие GSK3β в вызванных окислительным стрессом нарушениях развития нервной системы и когнитивном дефиците до настоящего времени не изучались. Гольдштейн и др. предполагают, что исследование прокладывает путь к практическому подходу к максимальному функциональному восстановлению после неонатальной травмы головного мозга.
Чтобы лучше понять механизмы, лежащие в основе травм головного мозга новорожденных, исследователи имитировали травму головного мозга, вызывая высокие уровни кислорода в доклинической модели на короткое время. Этот поиск привел к раскрытию основ когнитивного дефицита, включая патофизиологию и молекулярные механизмы окислительного повреждения в развивающемся гиппокампе.
Как только они определили, что вызвало клеточное повреждение, исследователи использовали подход, направленный на гены, для снижения уровней GSK3β в клетках, экспрессирующих POMC, или интернейронах, экспрессирующих Gad2. Путем регулирования уровней GSK3β во вставочных нейронах , но не в клетках, экспрессирующих POMC, тормозная нейротрансмиссия была значительно улучшена, а дефицит памяти из-за высокого уровня кислорода был устранен.
Теги: биотехнологии
