История открытия нейрогенеза в мозге взрослых млекопитающих начинается с 60-х годов прошлого века, когда Джозеф Альтман (Altman, Das 1965) обнаружил возникновение новых нейронов в мозге крыс, используя тимидиновую метку, которая включалась в делящиеся клетки, и метод авторадиографии. Однако его работы подверглись критике, в частности из-за того, что поделившиеся клетки могли быть не только нейронами. В 80-е годы Майкл Каплан (Kaplan, Bell, 1983) подтвердил наличие нейрогенеза в мозге взрослых крыс и доказал с помощью электронной микроскопии, что новые клетки являются именно нейронами. Сегодня уже неопровержимо доказано, что у взрослых грызунов в двух областях мозга (зубчатая извилина (ЗИ) гиппокампа и субвентрикулярная зона (СВЗ)) нейральные стволовые клетки генерируют новые нейроны в течение жизни. Естественно, что огромный интерес вызывает вопрос о том, есть ли подобные процессы в мозге взрослого человека, однако ответ на него остается спорным и остро дискуссионным. Нейрогенез в СВЗ, по-видимому, продолжается после рождения у младенцев до 18 месяцев, но в мозге взрослого человека вновь возникшие клетки чрезвычайно редки или не определяются (Sanai et al., 2011). В случае гиппокампа взрослого человека ситуация более полярная. Некоторые исследования, где использовали методы гистологии с ИГХ и радиоуглеродный метод, показывают, что нейрогенез в ЗИ человека является устойчивым явлением и ежедневно генерируются сотни новых нейронов (Eriksson et al., 1998; Spalding et al., 2013; Boldrini et al., 2018). Другие видят противоположное, доказывая, что он быстро снижается у детей и редко встречается или вовсе отсутствует у взрослых (Paredes et al., 2018; Sorrells et al., 2021). Последние работы, также используя методы иммуногистохимии опровергают полученные ранее данные и сообщают, что нейрогенез в ЗИ мозга взрослого человека уже не наблюдается, а предыдущие результаты являются ошибочными интерпретациями гистологических препаратов (Sorrels et al., 2021). Считается, что методы, используемые для обработки и анализа посмертных образцов человеческого мозга, могут существенно влиять на обнаружение характерных маркеров нейрогенеза (Moreno-Jimenesetal., 2021).

В отличие от гистологии с ИГХ метод транскриптомного анализа позволяет создать наиболее полный "портрет" вновь образованного нейробласта. Предметом исследования недавно опубликованной в Neuron работы, была гиппокампальная формация (включает в себя гиппокамп, энторинальную кору и еще несколько структур), которая отвечает за память, обучение, ощущение пространства и времени и сильно повреждается при болезни Альцгеймера. Авторы изучали видоспецифические различия в экспрессии нейрогенных генов используя одноядерное секвенирование РНК (snRNA-seq) на пяти анатомически определенных субрегионах энторинальной системы гиппокампа (DG, CA2 – CA4, CA1, Sub и EC) от взрослых доноров-людей (возраст 53 ± 5 лет). Ткани выделяли из свежезамороженного посмертного мозга 2 женщин и 4 мужчины. Анализ транскриптомных профилей нейрогенеза у взрослых людей проводили на 139 187 ядрах из клеток DG от 6 доноров, каждое с 1-8 техническими повторами. Аналогично получали данные snRNA-seq от взрослых макак-резусов в качестве эталона для нейрогенеза в линии приматов и от взрослых свиней. Для корректного межвидового сравнения полученной информации авторы интегрировали результаты по DG человека, макаки и свиньи с опубликованными данными одноклеточной РНК-seq, полученными от взрослой мыши DG, у которой есть устойчивый нейрогенез. Гомологи мышиных нейрональных промежуточных прогениторов (nIPC) и нейробластов достоверно наблюдались у свиней и макак, но не у людей (Рис. 1).

Авторы обнаружили только одну клетку с транскриптомным профилем, совместимым с нейрональными предшественниками, и одну клетку с профилем нейробласта среди 139187 клеток DG (0,0007% для каждой клетки) и 32 067 гранулярных клеток (0,003% для каждой клетки).

В дополнение была изучена экспрессия одного из ключевых маркеров нейробластов ̶ даблкортин (doublecortin, DCX), который широко используется в ИГХ исследованиях. Удивительно, но данный маркер соответствовал профилю нейробластов у мыши, но опять же, не у человека. Удалось установить, что DCX экспрессируют клетки других типов, что подтверждалось и иммуногистохимически. В образцах мозга человека удалось обнаружить множество DCX клеток в амигдале и некоторое количество клеток в энторинальном кортексе. В субгранулярной зоне гиппокампа также выявлялось некоторое количество слабопозитивных к DCX клеток, однако они имели морфологию зрелых ГАМК-ергических нейронов. Авторы установили, что маркер DCX не подходит для идентификации нейробластов в мозге человека. В совокупности интегрированный межвидовой анализ snRNA-seq и иммуногистохимия DCX выявили четкие и надежные доказательства нейрогенеза у взрослых мышей, свиней и макак, но не в образцах тканей человека.

В заключение следует заметить, что даже если нейрогенез в гиппокампе у взрослых людей отсутствует, исследования на грызунах и на других млекопитающих чрезвычайно важны. Они дают фундаментальную информацию о том, как создаются новые нейроны, о факторах, которые регулируют деление нервных стволовых клеток, прародителях и транзиторных популяциях, а, главное, о способах миграции и интеграции молодых нейронов в головном мозге взрослого животного, что необходимо для регенераторной медицины.

Altman J., Das G.D. Autoradiographic and histological evidence of postnatal hippocampal neurogenesis in rats // The Journal of comparative neurology. 1965. Vol. 124(3). P. 319–335.

Kaplan M.S., Bell D.H. Mitotic neuroblasts in the 9 day old and 11 month old rodent hippocampus // J Neurosci. 1984. Vol. 4(6). P. 1429–1441.

Sanai et al. Corridors of migrating neurons in the human brain and their decline during infancy // Nature. 2011 Sep 28; 478(7369):382-6.

Eriksson P.S. et al. Neurogenesis in the adult human hippocampus // Nat Med. 1998. Vol. 4(11). P. 1313–1317.

Spalding et al. Dynamics of hippocampal neurogenesis in adult humans // Cell. 2013 Jun 6; 153(6):1219-1227.

Boldrini et al. Human Hippocampal Neurogenesis Persists throughout Aging // Cell Stem Cell. 2018 Apr 5; 22(4):589-599.e5.

Paredes et al. Does Adult Neurogenesis Persist in the Human Hippocampus? // Cell Stem Cell. 2018 Dec 6; 23(6):780-781.

Sorrells et al. Positive Controls in Adults and Children Support That Very Few, If Any, New Neurons Are Born in the Adult Human Hippocampus // J Neurosci. 2021 Mar 24;41(12):2554-2565. doi: 10.1523/JNEUROSCI.0676-20.2020. PMID:33762407

Moreno-Jiménez et al. Evidences for Adult Hippocampal Neurogenesis in Humans // J Neurosci 2021 Mar 24;41(12):2541-2553. doi: 10.1523/JNEUROSCI.0675-20.2020. PMID:33762406

Новость подготовили © Сухинич K.K. © Александрова М.А.
20.12.2021