تیم تحقیقاتی آنزیم گلیکوزیلاسیون حیاتی در شکل گیری مغز را شناسایی می کند

بر اساس مطالعه محققان دانشگاه کالیفرنیا، ایروین، آنزیم گلیکوزیلاسیون MGAT5 نقش مهمی در رشد مغز ایفا می کند، کشفی که ممکن است به اهداف درمانی جدید برای سلول های بنیادی عصبی کمک کند.

نورون ها، آستروسیت ها و اولیگودندروسیت ها سلول های بالغ نهایی مغز و نخاع هستند که توسط سلول های بنیادی عصبی تشکیل می شوند. هر کدام دارای عملکردهای متمایز و کلیدی هستند. نورون‌ها سیگنال‌ها را منتقل می‌کنند، آستروسیت‌ها به اصلاح آن سیگنال‌ها کمک می‌کنند، و الیگودندروسیت‌ها از تخریب سیگنال‌ها جلوگیری می‌کنند. هنگامی که هر سلولی پروتئین یا چربی می سازد که به سطح سلول می رسد، اغلب مولکول های قند کوچکی را اضافه می کند. این تیم آزمایش کردند که آیا این فرآیند داخلی – به نام گلیکوزیلاسیون – بر نحوه تشکیل سلول های مغز بالغ توسط سلول های بنیادی عصبی تأثیر می گذارد یا خیر.

این مطالعه در مجله منتشر شده است گزارش سلول های بنیادی، دریافت که در طی گلیکوزیلاسیون، آنزیم MGAT5 به طور قابل توجهی تشکیل نورون ها و آستروسیت ها را از سلول های بنیادی عصبی تنظیم می کند. سلول های بنیادی عصبی که MGAT5 ندارند، در مراحل اولیه رشد مغز، نورون های بیشتری و آستروسیت های کمتری تولید می کنند و ساختار آن را تغییر می دهند. این تغییرات ممکن است به الگوهای رفتاری ناهنجار بعدی، از جمله تعاملات اجتماعی غیرعادی و اقدامات تکراری کمک کند.

لیزا فلاناگان، نویسنده مقاله، استاد عصب‌شناسی در دانشکده پزشکی UCI، می‌گوید: «اکنون که می‌دانیم MGAT5 و گلیکوزیلاسیون تأثیر قابل‌توجهی بر تشکیل سلول‌های عصبی و آستروسیت‌ها دارند، تصور بهتری از نحوه رشد سیستم عصبی خود داریم.» امیدواریم این یافته ها با ارائه اطلاعات جدید در مورد عوامل تنظیم کننده این سلول ها، به استفاده از سلول های بنیادی عصبی برای اهداف درمانی کمک کند.

مشخص بود که سلول های بنیادی عصبی به سیگنال های خارجی که در طول رشد با آنها مواجه می شوند پاسخ می دهند. اما مشخص نبود که آیا سلول های بنیادی عصبی می توانند پاسخ های خود را به این سیگنال ها تغییر دهند یا خیر. این تیم نقش آنزیم‌های گلیکوزیلاسیون را در بلوغ مغز با مقایسه موش‌های کنترل با موش‌هایی که سلول‌های بنیادی عصبی آنزیم MGAT5 نداشتند، تجزیه و تحلیل کردند. این مطالعه نشان داد که سلول های بنیادی عصبی از گلیکوزیلاسیون برای مدیریت واکنش های خود به سیگنال های خارجی و تنظیم رشد سلول های بالغ مغز استفاده می کنند.

فلانگان گفت: “در حالی که به کار خود ادامه می دهیم، امیدواریم تعیین کنیم که کدام پروتئین های سطح سلولی و مسیرهای کنترل شده توسط گلیکوزیلاسیون برای تشکیل نورون ها و آستروسیت ها حیاتی هستند.” این به ما بینش بهتری نسبت به سیگنال های خارجی می دهد که به طور قابل توجهی توسط گلیکوزیلاسیون سلول های بنیادی عصبی اصلاح شده اند، که به نوبه خود به رمزگشایی فرآیندهای پیچیده ای که در طول رشد مغز رخ می دهد کمک می کند و سودمندی درمانی سلول های بنیادی عصبی را گسترش می دهد.

این تیم شامل محققانی از بخش‌های آناتومی و نوروبیولوژی، نورولوژی، و پاتولوژی و پزشکی آزمایشگاهی دانشکده پزشکی و همچنین گروه مهندسی زیست پزشکی دانشکده مهندسی هنری ساموئلی و مرکز تحقیقات سلول‌های بنیادی سو و بیل گراس بود.