קבוצת מחקר בראשות Kazunobu Sawamoto, פרופסור באוניברסיטת Nagoya City והמכון הלאומי למדעי הפיזיולוגיה, ו-Koya Kawase, רופאה לילדים בבית החולים האוניברסיטאי של Nagoya City, הבהירה את המשמעות של לידה בשמירה על תאי גזע עצביים (NSCs) .
לידה היא אחד מאירועי החיים המשמעותיים ביותר עבור בעלי חיים. המעבר מהסביבה התוך-רחמית לחוץ-רחמית גורם לשינויים מטבוליים שונים אצל אנשים. למרות משמעותה, תפקיד הלידה בתהליך ההתפתחותי עדיין לא מובן לחלוטין. במוח היונקים הבוגרים, NSCs נשמרים באזור החדר-תת-חדר (V-SVZ), שם הם ממשיכים ליצור נוירונים חדשים. רוב ה-NSCs שלאחר הלידה נשמרים במצב שקט, מה שמאפשר תחזוקה ארוכת טווח שלהם. ברקמות שונות, פרופילים מטבוליים של נישת תאי הגזע ושל תאי הגזע עצמם ממלאים תפקיד קריטי בקביעה אם התאים נשארים בשקט או עוברים למצב פעיל ומובחן. עם זאת, כיצד שינויים מטבוליים הקשורים ללידה משפיעים על גורלם של תאי גזע רקמות, במיוחד NSCs, אינו ידוע במידה רבה.
הקבוצה של Sawamoto התמקדה בשינויים מטבוליים בגליה רדיאלית (RG), ה-NSCs העובריים. החוקרים ביצעו מטבולומיקה ו-RNA-seq של תא יחיד ב-V-SVZ של עכברי לידה מלאים ועכברי לידה מוקדמת. הם מצאו כי לידה רגילה גוררת את RG להפוך לשקט, הכרוך בשינוי בחילוף החומרים של גלוטמין, הנובע מביטוי מוגבר של Glul, גן המקודד לאנזים הממיר גלוטמט לגלוטמין. חשוב לציין, הם גילו שתהליך תאי זה נפגע מלידה מוקדמת.
"כדי להבין את תפקידה של לידה בשמירה על NSCs שקטים, הערכנו את ההשפעות של לידה מוקדמת על נוירוגנזה לאחר לידה", אמר סוואמוטו.
לאחר מכן, הצוות ניתח היסטולוגית את השינויים בפעילות הנוירוגנית של RG. הם הראו ש-RG נכנס באופן זמני למצב נוירוגני באמצעות איתות mTORC1 בעכברי לידה מוקדמת. עם זאת, הם גם מצאו שהנוירוגנזה בשלב צעיר-בוגר ירדה עקב דלדול מאגר ה-NSC בעכברי לידות מוקדמות. יתר על כן, הם ניתחו מוחות נתיחת גופות אנושיים ומצאו כי נוירוגנזה לאחר לידה ב-V-SVZ יורדת על ידי לידה מוקדמת לא רק בעכברים אלא גם בבני אדם.
"בהתחשב בכך שנוירוגנזה לאחר לידה ממלאת תפקיד חשוב בהתפתחות המוח ובפלסטיות בבני אדם, הירידה בנוירוגנזה לאחר לידה עשויה להיות גורם לתוצאה נוירו-התפתחותית גרועה יותר בפגים", אמר קוואסה.
לבסוף, כדי לבחון את התפקיד של ויסות-על הנגרמת על ידי לידה של Glul ב-RG, הם יצרו נגיפי-Lenti-Gul-נוק-דאון וביטוי-יתר והדביקו אותם ל-RG in vivo. הניסויים שלהם הוכיחו כי הרמה מספקת של Glul ב-RG בזמן לידה מתאים היא קריטית לתחזוקה של NSCs שקטים.
"חשפנו את המשמעות של לידה בתחזוקה של NSCs שקטים. בהתחשב בכך שחילוף החומרים של גלוטמין מווסת גם את הפונקציות של תאי גזע רקמות מלבד NSCs, הממצאים שלנו משפרים את הבנתנו את התפקיד המרכזי של הלידה בהומאוסטזיס של רקמות וביכולות התחדשות." סוואמוטו הגיב.
הממצאים המלאים של המחקר מתפרסמים ב-Science Advances.
כותרת המאמר: משמעות הלידה בשמירה על תאי גזע עצביים שקטים. DOI:10.1126/sciadv.adn6377
בנוסף ל-Kazunobu Sawamoto ו-Koya Kawase, מחברי מאמר מחקר זה כוללים חוקרים מאוניברסיטת נאגויה סיטי, המכון הלאומי למדעי הפיזיולוגיה, אוניברסיטת קינדאי, אוניברסיטת קופנהגן, בית החולים הלאומי לילדים והמכון הלאומי למדע וטכנולוגיה תעשייתית מתקדמת.