Genellikle ikinci beyin olarak adlandırılan enterik sinir sistemi (ENS), sindirim, bağışıklık ve beyinle iletişimde çok önemli bir rol oynar. Araştırmacılar, ENS gelişiminin doğumdan sonra da devam ettiğini ve mezodermden türetilen nöronları içerdiğini, uzun süredir kabul gören bilimsel inanışlara meydan okuduğunu ve yaşlanma ve mide-bağırsak hastalıkları için potansiyel yeni tedavilerin yollarını açtığını keşfetti.
Keşifler, yeni gelişmelerin önünü açabilir Mide-bağırsak sorunları için geliştirilmiş tedaviler.
İçgüdülerinizi takip etmek. İştahını kaybetmek. Cesur bir hareket. Bağırsakları genellikle yalnızca bir sindirim aracı olarak görsek de, bu yaygın ifadeler bağırsağın çok daha geniş bir yelpazedeki temel işlevlerde oynadığı merkezi rolü yansıtmaktadır.
Sindirim sisteminin tamamı enterik sinir sistemi (ENS) tarafından kaplanmıştır. ), milyonlarca nöron ve glial hücreden oluşan geniş bir ağ; merkezi sinir sisteminde de bulunan iki ana hücre tipi. Genellikle ikinci beyin olarak adlandırılsa da ENS, yalnızca aynı nörotransmitterleri üretmekle kalmaz, aynı zamanda beyindeki merkezi sinir sisteminin evriminden önce de ortaya çıkar.
ENS’nin işlevleri yaşam için çok önemlidir ve sindirimin çok ötesine uzanır. Bağışıklığı ve bağırsak salgılarını düzenlediğinden ve bağırsak ile beyin arasında karmaşık, çift yönlü iletişimi mümkün kıldığından. Mutlu bir bağırsağın mutlu bir beyinle bir arada bulunmasının ve sindirim sorunlarının ruh hali ve davranışta değişikliklere yol açabilmesinin nedeni budur.
20. yüzyılın ortalarından bu yana bilim adamları, ENS’nin aşağıdakilerden türetildiğine inanıyorlar: Doğumdan önce sinir tepesi bulunur ve sonrasında değişmeden kalır. Şimdi, eLife dergisinde yayınlanan bir makalede, Beth Israel Deaconess Tıp Merkezi’ndeki (BIDMC) araştırmacılar, farelerde ve insan doku örneklerinde ENS gelişiminin doğumdan sonra devam ettiği gelişimsel yolu açıklayan tamamen yeni bir paradigma sunuyor.
Bu keşif, doğumdan sonra doğan çok sayıda enterik nöronun ektodermal olmayan ve mezodermal kökenli olduğuna dair ilk kez kanıt göstererek, nörobilimin ve ENS’nin temel biyolojisi üzerine onlarca yıldır süren bilimsel dogmayı altüst ediyor. Bulgular, bu nöronların sağlık ve hastalıkta ENS’nin olgunlaşması ve yaşlanmasıyla ilgisini gösteriyor.
“Bu sonuçlar ilk kez mezodermin ikinci en büyük sinir sistemindeki önemli bir nöron kaynağı olduğunu gösteriyor. BIDMC’de kadrolu bilim adamı ve Harvard Tıp Fakültesi Tıp Bilimleri Bölümü’nde yardımcı doçent olan Ph.D. Subhash Kulkarni dedi. “Nasıl olgunlaştığımız ve nasıl yaşlandığımız, hızla yaşlanan nüfusumuzdaki sağlık ve hastalık anlayışımızın merkezinde yer alıyor. Mezodermal kökenli nöronların artan oranı, olgunlaşma ve yaşlanmanın doğal bir sonucudur; ayrıca bu soyun hastalıklara karşı belirgin hassasiyetlere sahip olması beklenebilir.”
Transgenik fare modelleri, yüksek çözünürlüklü mikroskopi ve genetik analizler kullanan Kulkarni ve meslektaşları, yetişkin fareler ve insan dokularındaki ENS nöron popülasyonlarını analiz etti. Ekip, fare modellerini kullanarak doğum sonrası erken dönem ENS hücrelerinin beklenen nöral kret soyundan geldiğini ancak hayvan olgunlaştıkça bu modelin hızla değiştiğini buldu. Kulkarni ve meslektaşları, mezodermden türetilen yeni bir enterik nöron popülasyonunun gelişini ve sürekli genişlediğini belgelediler; bu popülasyon, kas ve kalp hücrelerini oluşturan aynı soydur.
Yeni keşfedilen bu mezoderm türevi popülasyonu nöronlar yaşla birlikte genişledi; öyle ki ergen farelerdeki tüm enterik nöronların üçte birini, yetişkin farelerdeki tüm enterik nöronların yarısını oluşturdular ve sonunda yaşlanan farelerdeki orijinal nöral tepeden türetilen enterik nöron popülasyonunun sayısını aştılar.
{ 8}Ekip, bu nöronların moleküler imzasını değerlendirerek, insan bağırsak dokusundaki mezodermden türetilmiş nöronların bu popülasyonunu tanımlamak için kullanılan yeni hücresel belirteçleri belirledi. Bu işaretleyiciler aynı zamanda farmakolojik hedefler de sağladı; araştırmacılar bunları yalnızca ergen farelerdeki mezodermal nöronların oranlarını değiştirmek için değil, aynı zamanda bağırsak hareketindeki yaşa bağlı yavaşlamayı tedavi etmek için yaşlanan fare bağırsağında baskın oranlarını azaltmak için de kullandılar.
{8 }Kulkarni, “Artık bu bulguların insan sistemlerine nasıl aktarılabileceğini ve ana şikayeti sıklıkla mide-bağırsak sistemi hastalıkları olan yaşlanan hastalara hastalığı iyileştirici bir tedavi sağlamak için çalışabileceğimizi anlamak için çalışabiliriz” diye ekledi. “Nörobilimin en büyük dogmalarından birini tersine çevirerek, artık keşfedilmemiş bir bölgedeyiz ve aynı zamanda nöronların bu gizli temel, translasyonel ve klinik biyolojisini anlamak için büyük bir fırsata sahibiz. Yeni keşfedilen nöron dizisi, bize geniş hasta popülasyonlarına yardımcı olabilecek potansiyel yeni ilaç hedefleri sunuyor.”
Referans: “Enterik sinir sisteminin soy bileşimindeki yaşla ilişkili değişiklikler, bağırsak sağlığını ve hastalığını düzenliyor” Subhash Kulkarni, Monalee Saha, Jared Slosberg, Alpana Singh, Sushma Nagaraj, Laren Becker, Chengxiu Zhang, Alicia Bukowski, Zhuolun Wang, Guosheng Liu, Jenna Leser, Mithra Kumar, Shriya Bakhshi, Matthew Anderson, Mark Lewandoski, Elizabeth Vincent, Loyal A . Goff ve Pankaj Jay Pasricha, 7 Ağustos 2023, eLife.
DOI: 10.7554/eLife.88051.1
Ortak yazarlar arasında Monalee Saha, Jared Slosberg, Alpana Singh, Sushma Nagaraj yer almaktadır. , Chengxiu Zhang, Alicia Bukowski, Zhuolun Wang, Guosheng Liu, Jenna Leser, Mithra Kumar, Shriya Bakhshi, Elizabeth Vincent ve Johns Hopkins Üniversitesi Tıp Fakültesi’nden Loyal A. Goff; Laren Becker ve Stanford Üniversitesi Tıp Fakültesi’nden; Ulusal Kanser Enstitüsü Kanser Araştırma Merkezi’nden Matthew Anderson ve Mark Lewandoski; ve Mayo Kliniğinden Pankaj Jay Pasricha.
Mikroskopi, Olympus FV 3000rs (NIH- NIDDK S10 OD025244 hibesi). ScRNAseq için 10X Genomics Chromium işleme, GRCF Çekirdeğinde gerçekleştirildi ve sıralama, Johns Hopkins Üniversitesi’ndeki CIDR çekirdeğinde gerçekleştirildi. Bu çalışma, Ludwig Vakfı’ndan bir hibe, NIA’dan bir hibe (R01AG066768), Hopkins Sindirim Hastalıkları Temel ve Çeviri Araştırmaları Çekirdek Merkezi hibesinden bir pilot ödül (P30DK089502), Augusta Üniversitesi aracılığıyla Diacomp girişiminden bir pilot ödül aracılığıyla desteklenmiştir. ; Johns Hopkins Katalizör Ödülü; Burroughs Welcome Fund’ın sponsorluğunda Maryland Genetik, Epidemiyoloji ve Tıp eğitim programı; Johns Hopkins Üniversitesi’ndeki Hopkins Conte Sindirim Hastalıkları Merkezi (P30DK089502); NIDDK (R01DK080920); Maryland Kök Hücre Araştırma Vakfı (MSCRF130005) ve AMOS ailesinden bir bağış.