Функція нейрогенезу, розташування в мозку; як посилити нейрогенез
Де відбувається нейрогенез?
Хоча є дані про те, що нові нейрони можуть бути додані до кількох інших нервових областей за певних умов, у нормальному мозку дорослої людини нейрогенез, як видається, обмежений трьома областями, кожна з фокусною популяцією клітин-попередників і характерною закономірністю диференціації та міграції нових нейронів 22) .
Активний нейрогенез дорослих в звичайних умовах просторово обмежений двома специфічними «нейрогенними» ділянками мозку, субгранулярною зоною (SGZ) в зубчастій звивині гіпокампу, де утворюються нові клітини зубчастих гранул, і субвентрикулярною зоною (SVZ) бічних шлуночків. де генеруються нові нейрони, а потім мігрують через ростральний мігруючий потік (RMS) до нюхової цибулини, щоб стати інтернейронами (Малюнок 3А) 23) .
Рисунок 1. Медіальний аспект мозку людини
Виноска: Поперечний зріз мозку дорослого, що показує ділянки субгранулярної зони (SGZ) та субвентрикулярної зони (SVZ), де відбувається нейрогенез. Схема ілюструє нейрогенез, що включає розвиток нервових стовбурових клітин (НСК) у зрілі нейрони та нейрогенні ніші кровоносних судин (BV), астроцитів і вій, а також програми транскрипції в SGZ (a) та SVZ (b). Міграція нейронів від SVZ до нюхової цибулини (OB) через ростральний мігруючий потік (RMS) також показана в (b)
Рисунок 3. Нейрогенез мозкових областей
Виноски:
Моделі нервових стовбурових клітин та лінійний зв’язок у зубовидної зубчастої звивини та субвентрикулярної зони
(А) Сагітальний розріз мозку дорослих гризунів, що виділяє дві обмежені ділянки, які демонструють активний нейрогенез дорослих: зубчасту звивину (DG) у формації гіпокампа (HP); бічний шлуночок (LV) до рострального мігруючого потоку (RMS) до нюхової цибулини (OB).
(B) Схематична ілюстрація ніші нейрональних стовбурових клітин у субвентрикулярній зоні (SVZ) та модель взаємозв'язку потенційних ліній за базальних (суцільні стрілки) та умов пошкодження (сині стрілки). N: незрілі нейрони
(C) Схематична ілюстрація ніші нервових стовбурових клітин у субгранулярній зоні (SGZ) в зубчастій звивині та модель потенційного співвідношення ліній.
(D) Три моделі походження нейронних попередників у мозку дорослих ссавців. У першій моделі (ліворуч), дорослі нервові стовбурові клітини (S1,2,3 ...), що генеруються з примітивних нервових стовбурових клітин (S), є внутрішньо різноманітними, демонструючи значно різний потенціал розвитку залежно від регіонів їх поширення та походження розвитку. У другій моделі (середня), дорослі нервові стовбурові клітини (S) відносно однорідні і дають гетерогенну популяцію обмежених ліній родоначальників (P1,2,3…). У третій моделі (праворуч) у мозку дорослої людини присутні лише нервові родоначальники з обмеженим походженням (P1,2,3…); самообновлення та багатолінійна диференціація представляють колективну властивість суміші різних нервових родоначальників, обмежених за родовідними ознаками. N: нейрони; O: олігодендроцити; Як: астроцити.
1. Нейрогенез в гіпокампі
Нейрогенез гіпокампа для дорослих - це процес, який описує генерацію нових функціональних клітин зубчастих гранул з дорослих нервових стовбурових клітин через посилення проміжних попередників і нейробластів, а також інтеграцію цих нових нейронів у існуючі нейронні схеми 26). Дорослі нервові стовбурові клітини гіпокампа (радіальні гліоподібні клітини, RGL; клітини типу 1) існують у субгранулярній зоні (SGZ) зубчастої звивини. Різні форми активації екологічної ніші стимулюють спокійні радіальні гліоподібні клітини та сприяють їх проліферації. Активні радіальні гліоподібні клітини самостійно відновлюються, а також генерують проміжні нервові родоначальники, які згодом диференціюються в нейробласти і, нарешті, дають початок зубчастим клітинам гранул або, меншою мірою, астроцитам 27). Ці процеси, включаючи розповсюдження, диференціацію, міграцію, розширення нейритів та синаптичну інтеграцію, регулюються низкою сигналів з ніші навколишнього середовища та локальних нейронних ланцюгів, які зведені в таблиці 1.
Нервові клітини-попередники в гіпокампі розташовані в субгранулярній зоні (SGZ) на межі між шаром клітин гранул і гілусом зубчастої звивини 28). Деякі дочірні клітини, утворені поділом цих клітин-попередників, диференціюються на нейрони і розвивають видатний верхівковий дендрит, що характеризує зубчасті нейрони гранул, коли вони рухаються в клітинний шар гранул. Нейрони, що народились у дорослому віці, проектують аксони на основну мішень нейронів зубчастих гранул, прошарок люциду ділянки CA3, вже через 4-10 днів після їх остаточного мітозу 29), інтегровані в схему гіпокампа і електрофізіологічно порівнянні з раніше народженими гранульовані нейрони протягом декількох тижнів 30). Структурний 31) і функціональний 32) розвиток гранульованих нейронів, народжених дорослими, проте дещо сповільнений, порівняно з розвитком народжених на піку розвитку генезу.
Малюнок 4. Нейрогенез в зубчастій звивині гіпокампу
Виноска: Короткий зміст п’яти стадій розвитку під час нейрогенезу гіпокампа у дорослих: (1) активація спокійної променевої гліоподібної клітини в субгранулярній зоні (SGZ); (2) розповсюдження нерадіального попередника та проміжних попередників; (3) генерація нейробластів; (4) інтеграція незрілих нейронів; (5) дозрівання дорослих клітин зубчастих гранул. Також показані вираження стадійних маркерів, послідовний процес синаптичної інтеграції та критичні періоди, що регулюють виживання та пластичність.