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Die unerwarteten Zellen, die helfen, junge Gehirne zu formen

Zusammenfassung: Während der Gehirnentwicklung tragen Oligodendrozyten-Vorläuferzellen (OPCs) zum neuralen Beschneidungsprozess bei und tragen so zur Gestaltung einer gesunden Entwicklung des Gehirns bei.

Quelle: CSHL

Wenn sich das Gehirn in der frühen Entwicklung zum ersten Mal verkabelt, stellt es mehr Verbindungen her, als es eigentlich benötigt.

Einige dieser Verbindungen oder Synapsen werden kritische Signale übertragen, wenn junge Tiere beginnen, ihre Umgebung wahrzunehmen. Andere werden eliminiert, wenn das Gehirn reift.

Es bleiben nur diejenigen übrig, die das Tier verstehen und mit der Welt interagieren muss.

Der Assistenzprofessor Lucas Cheadle vom Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) und seine Kollegen haben entdeckt, dass Zellen, sogenannte Oligodendrozyten-Vorläuferzellen (OPCs), zu diesem Beschneidungsprozess beitragen. Dies hilft, ein gesundes Gehirn während der frühen Entwicklung zu formen.

Das Verständnis dieses lebenswichtigen Teils der Gehirnentwicklung kann neue Strategien zur Behandlung von Erkrankungen des Nervensystems wie Schizophrenie und Autismus-Spektrum-Störung (ASD) aufzeigen.

Die Entdeckung wurde ausgelöst, als Hochleistungsmikroskope verwendet wurden, um die Gehirne erwachsener Mäuse zu untersuchen. Cheadles Team bemerkte, dass viele OPCs aktiv die Verbindungspunkte zwischen Neuronen verschlangen.

Das Team vermutete, dass die Zellen damit beschäftigt sein könnten, Synapsen zu eliminieren, die das Gehirn nicht benötigt. Cheadle und sein Team fragten sich, ob OPCs in jüngeren Gehirnen dasselbe bewirkten. Die Erfahrungen eines jungen Tieres haben einen besonders tiefgreifenden Einfluss auf die Gestaltung neuronaler Schaltkreise während der frühen Entwicklung.

Grün gefärbte OPCs genannte Zellen helfen dem Gehirn bei der Feinabstimmung seiner neuronalen Schaltkreise, wenn sich junge Tiere entwickeln. Sie verschlingen und beseitigen violett gefärbte Verbindungen, die das Gehirn nicht braucht. Das Verständnis dieses Prozesses kann neue Behandlungen für neurologische Erkrankungen ermöglichen. Bildnachweis: Cheadle Lab/Imaris Software/CSHL, 2022

Die Forscher züchteten junge Mäuse im Dunkeln. Als die Mäuse zum ersten Mal Licht ausgesetzt wurden, begannen OPCs als Reaktion darauf, Synapsen zu verschlingen. Die Zellen arbeiteten in der Bildverarbeitungsschaltung ihres Gehirns.

„OPCs scheinen besonders geeignet zu sein, Gehirnverbindungen zu regulieren, die mit Erfahrungen verbunden sind“, sagt Cheadle. „Diese Zellen reagieren sehr schnell auf neue Erfahrungen. Sie können diese Informationen nehmen und sie verwenden, um Gehirnverbindungen zu formen.“

Veröffentlicht in Natur Neurowissenschaftenoffenbart die Entdeckung des Cheadle-Teams eine unerwartete Rolle für OPCs. Mehrere Arten von Zellen tragen dazu bei, neuronale Schaltkreise zu formen, indem sie unnötige Verbindungen eliminieren. OPCs waren bisher nur dafür bekannt, Zellen zu produzieren, die Neuronen umgeben und unterstützen.

Cheadle sagt: „Dies ist ein Zelltyp, der wirklich bereit ist, als Vermittler zwischen dem, was in der Welt da draußen vor sich geht, und dem, was in unserem Gehirn passiert, zu dienen.“

Cheadle hofft, dass diese neuen Informationen dazu beitragen werden, neurologische Entwicklungsstörungen besser zu verstehen. Er plant zu untersuchen, ob fehlerhaftes OPC-Pruning bei Erkrankungen wie Schizophrenie und ASD eine Rolle spielt.

Siehe auch

Dies zeigt eine Faust

Über diese Neuigkeiten aus der Neuroentwicklungsforschung

Autor: Pressebüro
Quelle: CSHL
Kontakt: Pressestelle – CSHL
Bild: Das Bild wird Cheadle lab/Imaris software/CSHL, 2022 zugeschrieben

Originalforschung: Uneingeschränkter Zugang.
Oligodendrozyten-Vorläuferzellen verschlingen Synapsen während des Schaltkreisumbaus in Mäusen“ von Yohan SS Auguste et al. Natur Neurowissenschaften


Abstrakt

Oligodendrozyten-Vorläuferzellen verschlingen Synapsen während des Schaltkreisumbaus in Mäusen

Oligodendrozyten-Vorläuferzellen (OPCs) führen lebenslang zu myelinisierenden Oligodendrozyten, aber die Funktionen von OPCs sind nicht auf die Oligodendrogenese beschränkt.

Hier zeigen wir, dass OPCs zur Eliminierung der thalamokortikalen Präsynapse im sich entwickelnden und erwachsenen visuellen Kortex der Maus beitragen. Die OPC-vermittelte Synapseneinschließung nimmt als Reaktion auf sensorische Erfahrungen während der Verfeinerung neuronaler Schaltkreise zu.

Unsere Daten legen nahe, dass OPCs die synaptische Konnektivität im Gehirn unabhängig von der Oligodendrogenese regulieren können.

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