Чтобы насладиться ароматом утреннего кофе и свежеиспеченного печенья или ощутить предостерегающий запах чего-то горящего, мозгу нужны два типа клеток, нейроны и астроциты, которые тесно взаимодействуют друг с другом. Исследования показали множество изменений, которые происходят в нейронах во время обонятельного или обонятельного восприятия, но каковы ответы астроцитов и как они влияют на сенсорный опыт, остается неясным.
Исследователи из Медицинского колледжа Бэйлора и сотрудничающих учреждений сообщают в журнале Science о реакции астроцитов на обонятельную стимуляцию, раскрывая новый механизм, необходимый для поддержания связи между астроцитами и нейронами и обработки обонятельных ощущений.
«Предыдущие исследования показали, что в естественных условиях у живого животного обонятельная стимуляция мозга сначала активирует нейроны , что изменяет гены, экспрессируемые этими нейронами, чтобы они могли опосредовать обонятельное ощущение», — сказал первый автор доктор Дебосмита Сардар, докторант. сотрудник лаборатории доктора Бенджамина Денина в Бэйлоре. «В этом исследовании мы исследовали, что происходит с астроцитами после нервной активности во время обонятельной стимуляции, и обнаружили изменения, которые не были описаны ранее».
Обонятельная стимуляция вызывала увеличение транспортера серотонина Slc22a3 на астроцитах, который опосредовал транспорт серотонина в клетки. «Мы проследили за серотонином внутри астроцитов и были удивлены, обнаружив, что он перемещается в ядро клетки , где связывается с гистонами, белками, прикрепленными к ДНК, которые помогают регулировать экспрессию генов астроцитов», — сказал Сардар. «Серотонин, связанный с ДНК, действовал как переключатель, который контролировал экспрессию генов».
Интересно, что серотонин регулирует экспрессию генов астроцитов, участвующих в производстве нейротрансмиттера ГАМК, который затем возвращается к нейронам, регулирующим нервную цепь, лежащую в основе сенсорного восприятия.
«Мы показали, что потеря транспортера Slc22a3 в астроцитах снижает уровень серотонина в клетках и приводит к изменениям ДНК, связанной с серотонином», — сказал Сардар. «В свою очередь, это уменьшило экспрессию генов, участвующих в синтезе ГАМК, и уменьшило высвобождение ГАМК астроцитами, что нарушило нейронные цепи обонятельных ощущений».
Серотонин хорошо известен своим вкладом в нормальную работу мозга, а также участием в развитии зависимости и депрессии. «Здесь мы обнаружили новую функцию серотонина в астроцитах. Серотонин вызывает изменения в паттернах экспрессии генов астроцитов , превращая астроциты в центр обработки обонятельных ощущений», — сказал Сардар.
«Этот проект раскрыл новые аспекты функции астроцитов», — сказал Денин, профессор и доктор Рассел Дж. и Мэриан К. Блаттнер, заведующие отделением нейрохирургии и директор Центра нейробиологии рака в Бэйлоре. Он также является автором-корреспондентом работы. «Мы узнаем, что астроциты очень пластичны, как и нейроны, а это означает, что астроциты могут изменять свои характеристики и функции в ответ на стимулы окружающей среды. Они слушают нейроны и реагируют, а их двусторонняя связь лежит в основе сенсорной обработки. и, в конечном счете, поведение животных».
