Повреждение спинного мозга (ПСМ) остается одним из самых разрушительных медицинских состояний, серьезно влияющих на качество жизни и часто приводящих к постоянной инвалидности. Центральная нервная система (ЦНС) имеет ограниченную способность к регенерации, что представляет собой значительную проблему при лечении ПСМ, поскольку восстановление становится все более трудным после повреждения спинного мозга.

В процессе развития нервные стволовые клетки спинного мозга дифференцируются в различные нервные клетки, которые формируют сложные цепи. По мере созревания спинного мозга эти клетки-предшественники теряют свой регенеративный потенциал, что делает ткань взрослого спинного мозга менее способной к восстановлению после травмы. Выявление эндогенных стволовых клеток с различным потенциалом линий в спинном мозге взрослого человека имеет решающее значение для продвижения стратегий восстановления при SCI.

В недавнем исследовании, опубликованном в Трудах Национальной академии наук , исследователи под руководством профессоров Дай Цзяньу и Чжао Яньнаня из Института генетики и биологии развития Китайской академии наук изучили регенеративные механизмы, лежащие в основе восстановления повреждений спинного мозга.

Создав базы данных транскриптомов отдельных клеток для моделей развития спинного мозга человека и резус-макак SCI, исследователи заложили основу для всестороннего анализа поведения клеток спинного мозга. Их кросс-видовое исследование спинного мозга приматов и грызунов выявило новые сведения о поведении эпендимальных и астроцитарных клеток после SCI, подчеркнув их динамическую роль в восстановлении спинного мозга.

Исследовательская группа обнаружила, что в ходе развития спинного мозга эпендимальные клетки созревают и постепенно теряют свойства своих нейронных клеток-предшественников, сохраняя лишь ограниченную пролиферативную способность. После травмы эпендимальные клетки проявляли минимальную активацию и не демонстрировали значительной пролиферации или перекрестной дифференциации.

Важно отметить, что исследование показало, что реактивность эпендимальных клеток после травмы спинного мозга у приматов значительно ниже, чем у грызунов, что указывает на более ограниченный регенеративный потенциал у приматов.

Напротив, астроциты в поврежденном спинном мозге продемонстрировали значительную активацию. С помощью анализа отдельных клеток и отслеживания линий исследователи обнаружили, что некоторые астроциты могут трансдифференцироваться в олигодендроциты в условиях, вызванных травмой, тем самым способствуя процессу ремиелинизации.

Дальнейшие исследования выявили промежуточную популяцию среди астроцитов, где ключевые факторы транскрипции, такие как SOX10, способствовали их превращению в клетки линии олигодендроцитов.

Для усиления регенеративного процесса команда ввела функциональную трансплантацию материала в микросреду повреждения. Это вмешательство значительно повысило эффективность трансдифференциации астроцитов в олигодендроциты, что позволяет предположить, что трансплантация материала не только смягчает ингибирующее действие места повреждения, но и создает благоприятные условия для стимулирования ремиелинизации.

Это исследование предоставляет убедительные доказательства ограниченной регенеративной способности эпендимальных клеток при травме спинного мозга у взрослых приматов и подчеркивает трансдифференцировочный потенциал астроцитов. Кроме того, исследование подчеркивает, как модуляция микросреды может повысить эффективность астроцит -опосредованного восстановления, предлагая многообещающий подход для будущих методов лечения SCI.