חוקרים גילו כיצד נוירונים שזה עתה נוצרו תלויים בזרימת הדם במוח הבוגר כדי לעבור מאתר מוצאם אל מיקומם הסופי.
המחקר בעכברים, שפורסם היום ב eLife כגרסה הסופית של הרשומה לאחר שהופיעה בעבר כ-Preprint שנבדק, מתוארת על ידי העורכים כבסיסית. הם אומרים שזה מספק ראיות משכנעות לכך שנוירונים חדשים של זרם הנדידה הרוסטרלי (RMS) ממוקמים קרוב לצד כלי הדם ושמהירות הנסיעה שלהם במוח קשורה לזרימת הדם. המחקר גם מצביע על כך ש"הורמון הרעב" גרלין, הידוע בדרך כלל כמעורר תיאבון, ממלא תפקיד במהירות הנדידה של הנוירונים.
הממצאים פותחים דרכים לחקור גורמים לא ידועים המעורבים בנדידת תאים תלוית זרימת דם, שיכולים לתרום לפיתוח של טיפולים חדשים למחלות נוירולוגיות.
כאשר נוירונים נוצרים במוח, הם נוסעים – או נודדים – מאתר מוצאם למקום שבו הם נחוצים. מספר סוגי נוירונים ותאים אחרים נודדים לאורך כלי הדם, מה שמעלה את האפשרות שזרימת הדם משפיעה על הגירה. במחקר זה, החוקרים בדקו את נוירוני ה-RMS, שמקורם באזור התת-חדרי (SVZ) במוח ונודדים דרך זרם הנדידה הרוסטרלי אל נורת הריח – אזור האחראי על עיבוד ריחות.
"הוכח בעבר כי כלי דם פועלים כ'פיגומים' פיזיים בנתיבי הנדידה של נוירונים חדשים, אך עדיין לא ידוע האם זרימת הדם משפיעה ישירות על הגירה", אומר טאקאשי אוג'ינו, עוזר פרופסור במחלקה לנוירוביולוגיה התפתחותית והתחדשות, בית הספר למדעי הרפואה של אוניברסיטת נאגויה סיטי, יפן. אוגינו הוא שותף לכותב הראשון של המחקר לצד אקארי סאיטו, סטודנט לתואר שני באותה מחלקה.
מחקרים קודמים גילו כי נוירונים שמקורם ב-SVZ נודדים לאורך כלי דם בשכבת ה-RMS ושכבת תאי הגרגיר (GCL), אך האינטראקציות בין הנוירונים והכלים לאורך כל נתיב הנדידה פחות ברורים. אז, אוגינו, סאיטו ועמיתיו החלו בחקר נדידת נוירונים מונחית כלי דם ב-RMS ובנורת הריח באמצעות הדמיה תלת-ממדית בעכברים בוגרים בגילאי 6-12 שבועות. זה איפשר להם לנתח את הקשר המרחבי בין נוירונים חדשים וכלי דם.
ניסויים אלו אישרו כי נוירונים שזה עתה נולדו באזורים RMS, GCL ואזורים אחרים משתמשים לעתים קרובות בכלי דם כפיגומי הגירה. בנוסף, ראינו קשרים מרחביים הדוקים בין הנוירונים וכלי הדם, מה שמצביע על כך שנירונים נודדים לאורך הכלים לאורך כל המסלול ושתנועתם עשויה להיות מושפעת מזרימת הדם."
טאקאשי אוגינו, פרופסור עוזר, המחלקה לנוירוביולוגיה התפתחותית והתחדשות, בית הספר ללימודי רפואה של אוניברסיטת נאגויה, יפן
כדי לבחון זאת עוד יותר, הצוות תיעד את זרימת הנוירונים החדשים ותאי דם אדומים באמצעות מיקרוסקופ סריקת לייזר דו-פוטונים. הם מצאו כי מהירות הנדידה המקסימלית הייתה גבוהה משמעותית עבור נוירונים הנודדים לאורך כלי זרימה גבוהה מאשר עבור אלו בכלי זרימה נמוכה, מה שמצביע על כך שהנדידה מקודמת באזורים עם זרימת דם בשפע.
במחקרים נוספים, הצוות התמקד בהורמון גרלין, שניתן להעביר מזרם הדם אל פקעת הריח ואזורים אחרים במוח דרך דפנות כלי הדם. הם הניחו גרלין עם תיוג פלואורסצנטי על זרם הדם בעכברים וראו שהוא מצטבר בתאי אנדותל כלי דם – התאים היוצרים את רירית כלי הדם – וברקמת פרנכימה ב-RMS ובפקעת הריח. זה מצביע על כך שגרלין שמקורו בדם חוצה את דופן כלי הדם לתוך הרקמה התפקודית של המוח (פרנכימה במוח) ומועברת לנוירונים חדשים. הם גם שמו לב שאיתות גרלין מקדם טרנסלוקציה סומלית – התהליך שבו גוף התא (סומה) מושיט את ידו להביא את הנוירון למיקומו הסופי – על ידי הפעלת התכווצות ציטושלד האקטין בחלק האחורי של סומה התא.
לאחר מכן, הצוות בדק האם הגבלת קלוריות, שדווחה כמגבירה את רמות הגרלין בדם, משפיעה על הגירה נוירונית. הם הגבילו את צריכת הקלוריות של עכברים וגילו שהדבר מקדם את הגירה של נוירוני נורות ריח.
"יחד, ניסויים אלה מצביעים על כך שזרימת הדם מקדמת את הגירה של נוירוני חוש הריח במהלך רעב באמצעות איתות גרלין, וזה בתורו מגדיל את מספר הנוירונים הבוגרים בפקעת הריח", אומר המחבר הראשון אקארי סאיטו. "זה יכול להיות מנגנון מפתח שמשפר את תפקוד הריח להרחת מזון בעת רעב."
המחברים מוסיפים כי נדידה נוירונית עשויה להיות מושפעת מזרימת הדם בתנאים פתולוגיים, כמו גם מהתנאים המשמשים במחקרם.
"ייתכן שהדם מכיל גורמים אחרים מלבד גרלין המועילים להגירה של נוירונים", אומר הסופר הבכיר קזונובו סוואמוטו, פרופסור במחלקה לנוירוביולוגיה התפתחותית ונוירוביולוגיה רגנרטיבית, בית הספר למדעי הרפואה של אוניברסיטת נאגויה סיטי. "לכן דרושים מחקרים נוספים כדי לזהות גורמים אלה ואחרים במנגנון של נדידת תאים תלוית זרימת דם. זה יכול להוביל לפיתוח של טיפולים חדשים מבוססי זרימת דם למצבים נוירולוגיים כמו שבץ ודמנציה וסקולרית".
