Fare Beyninde Bulunan İkinci Kök Hücre Tipi

Özet: Fare beyninde yeni keşfedilen ikinci bir kök hücre popülasyonu, yetişkin farelerin koku soğancığındaki yeni nöronların üretiminden sorumludur.

Kaynak: Heidelburg Üniversitesi

Yetişkin memelilerin beyninde nöral kök hücreler, sürekli olarak yeni sinir hücrelerinin yani nöronların oluşmasını sağlar. Yetişkin nörogenezi olarak bilinen bu süreç, farelerin koku alma duyularını korumalarına yardımcı olur.

Heidelberg Üniversitesi Disiplinlerarası Nörobilim Merkezi’nde (IZN) Dr Francesca Ciccolini liderliğindeki bir araştırma ekibi yakın zamanda fare beyninde ikinci bir kök hücre popülasyonu keşfetti.

Bu yeni kök hücre türü, daha önce bilinen değil, esas olarak yetişkin farelerin koku soğancığındaki yeni nöronların üretiminde yer alır.

Şimdiye kadar, nörogenez üzerine yapılan bilimsel araştırmalar, apikal kök hücreler olarak adlandırılan kök hücreler üzerinde yoğunlaşmıştır.

Dr Ciccolini, “Uzun zamandır yetişkin fare beynindeki tek kök hücre popülasyonu ve ayrıca sinir hücresi oluşumunun ana itici gücü olarak kabul edildiler” diye açıklıyor.

Bu nöral kök hücreler, lateral serebral ventrikülün yakınındaki subventriküler bölgede bulunur. Bir zamanlar, farelerin koku alma ampulünde ara nöronlara, birbirine bağlı nöronlar arasındaki uyaran iletimini modüle eden sinir hücrelerine farklılaşan öncü hücreleri oluşturduklarına inanılıyordu.

Heidelberg araştırmacıları, tek kök hücre tipi teorisini ve apikal kök hücrelerin nörojenezden sorumlu olduğu varsayımını çürütmeyi başardılar.

Başlangıçta, Nörobiyoloji bölümündeki araştırmacılar, fare beynindeki bu sözde yalnız kök hücre popülasyonunun çeşitli durumlarda nasıl davrandığını araştırıyorlardı.

Hücre çekirdeğinde aktif bir boya kullanılarak nöral kök hücreleri yeşile boyanmış genetiği değiştirilmiş hayvanlar kullandılar. Nörobiyologlar, yeşil hücrelerin çoğunun apikal kök hücrelerin bilinen özelliklerini göstermediğini keşfettiklerinde şaşırdılar.

“İlk başta, nöronların işlerini yapabilmelerini sağlayan yardımcı hücreler olan astrositler olabileceğini düşündük. Ancak bir dizi fonksiyon analizi yaptıktan sonra, bunların ayrı bir kök hücre popülasyonu olması gerektiği hızla anlaşıldı” diyor Dr Ciccolini.

Daha ileri çalışmalar, yeni keşfedilen kök hücre tipinin, bilinen popülasyondan morfolojisinin yanı sıra işlevi bakımından da farklı olduğunu göstermiştir. Bu hücre tipinin lateral serebral ventrikül ile teması yoktur ve bu nedenle bazal olarak adlandırılır.

Araştırmacılar, koku soğancığındaki nöronların oluşumundan apikal kök hücrelerin değil, bazal kök hücrelerin sorumlu olduğunu belirlediler. Bunu kanıtlamak için, her iki hücre popülasyonunu ayrı ayrı etiketlediler ve ardından koku ampulünde etiketli nöronların ortaya çıkıp çıkmadığını gözlemlediler.

Francesca Ciccolini, “Bu yalnızca bazal popülasyon etiketlendiğinde oldu” diye açıklıyor.

Sadece apikal kök hücreler etiketlendiğinde, koku ampulünde yeni etiketlenmiş nöronlar tespit edilemedi.

Heidelberg bilim adamları ayrıca fare beynindeki hem kök hücre tiplerinin hem de öncü hücrelerin birbirleriyle sözde çentik etkileşimleri yoluyla iletişim kurduğunu keşfettiler. Aynı adı taşıyan bir reseptör, hücrelerin çoğalma hızını kontrol ederek ve hücre farklılaşma sürecini izleyerek hayati bir rol oynar.

Francesca Ciccolini’nin çalışma grubundaki doktora araştırmacısı Katja Baur, “Kök hücrenin kök hücre olarak kalmasına veya bir sinir hücresine dönüşmesine çentik faaliyeti karar verir” diye açıklıyor.

“Apikal kök hücrelerin, çentik sinyal yolunun aktivasyonuna müdahale ettiğinden ve proliferasyonu ve nörojenezi engelleyebileceğinden şüpheleniyoruz” diye ekliyor. Diğer şeylerin yanı sıra, kök hücre rezervuarının tükenmesini önler.

Dr Ciccolini, “Yetişkin hayvanların fare beyninde başka bir kök hücre tipinin bulunduğunu keşfetmemiz, nöron oluşum süreçlerine yeni bir ışık tutuyor” diyor.

İnsan beyni, beyin tümörlerinin oluşumunda rol oynayan benzer kök hücrelere sahiptir. Heidelberg araştırmacıları, çalışmalarının bu tür tümörlerin gelişimi ve olası tedavisine de yeni bir ışık tutacağını umuyor.

Bu kök hücre araştırma haberi hakkında

Soyut

Subventriküler bölgenin bazal tarafındaki yeni bir kök hücre tipi, yetişkin nörogenezini korur

Mevcut konsensüse göre, lateral ventrikül ile apikal olarak temas eden murin nöral kök hücreleri (NSC’ler), nadir asimetrik bölünmeler yoluyla veya ventriküler-subventriküler bölgenin (V-SVZ) bazal tarafına yer değiştirerek farklılaşmış progenitörler üretir. Her iki süreç de nihayetinde yetişkin doğumlu koku alma ampulü (OB) internöronlarının üretilmesine yol açacaktır.

Bu görüşün aksine, burada yetişkin doğumlu OB internöronlarının büyük ölçüde bazal V-SVZ’de yerleşik ek bir NSC tipinden türediğini bulduk. Hem kendini yenileme hem de uzun süreli durgunluk yeteneğine sahip olmalarına rağmen, apikal ve bazal NSC’ler Nestin ekspresyonu, birincil silya uzantısı ve hücre bölünmesi sıklığında farklılık gösterir.

Çentik ile ilgili genlerin ifadesi de iki NSC grubu arasında farklılık gösterir ve Çentik aktivasyonu apikal NSC’lerde en fazladır. Çentik efektör Hes1’in apikal aşağı regülasyonu, niş boyunca proliferasyonu ve apikal NSC’lerden nörojenezi arttırırken Notch aktivasyonunu azaltır.

Nörogenezdeki farklı rollerinin altını çizerek, nörojenezdeki laktasyona bağlı artış, bazal ancak apikal NSC’lerin ekstra aktivasyonu ile paraleldir. Bu nedenle, bazal NSC’ler OB nörojenezi desteklerken, apikal NSC’ler V-SVZ boyunca Notch aracılı lateral inhibisyon sağlar.