Language
Country/Area
No result found
От мышей к людям: как рилин влияет на эволюцию и структуру мозга?
Рилин — это гигантский секретируемый внеклеточный матриксный гликопротеин, кодируемый геном RELN, который в основном регулирует миграцию и позиционирование нейронов в развивающемся мозге, контролируя межклеточные взаимодействия. Помимо своей важной роли в раннем развитии, рилин продолжает играть роль в мозге взрослого человека. Он регулирует синаптическую пластичность, усиливая индукцию и поддержание долговременной потенциации, а также стимулирует развитие дендритов и дендритных шипиков в гиппокампе, одновременно регулируя непрерывную миграцию нейробластов, образующихся в местах взрослого нейрогенеза. Более того, рилин также присутствует во многих частях тела, таких как печень, щитовидная железа, надпочечники, и играет потенциальную роль в возникновении некоторых неврологических заболеваний.
Экспрессия рилина значительно снижается при шизофрении и биполярном расстройстве, но причина этого наблюдения остается неясной, поскольку исследования показали, что сами по себе психиатрические препараты могут влиять на экспрессию рилина.
Было обнаружено, что у мышей полное отсутствие рилина приводит к определенному типу дисгирии мозга, а рилин может играть роль в различных состояниях, включая болезнь Альцгеймера, височную эпилепсию и аутизм. Название Рилин происходит от аномальной походки мышей «рилер», у которых, как было обнаружено, отсутствует этот мозговой белок, и которые являются гомозиготными по мутации в гене RELN.
Открытие Рилина
Исследования показывают, что мутантные мыши дают представление о молекулярных механизмах развития центральной нервной системы. Первоначально ученые случайным образом выявляли некоторых мышей с трудностями передвижения, наблюдая за их двигательным поведением, и давали им описательные имена, такие как «наматывающий» и «ткач». Мышь «рилер» была впервые описана Д.С. Фалконером в Эдинбургском университете в 1951 году после внезапной мутации, возникшей в линии мышей в 1948 году. Последующие гистопатологические исследования показали, что мозжечок у мышей породы рилеров был значительно уплотнен, а нормальная иерархическая структура нескольких областей мозга была нарушена.
В 1970-х годах открытие инверсии клеточных слоев в неокортексе мышей еще больше привлекло внимание к мутации Рилера. В 1994 году методом инсерционного мутагенеза был получен новый аллель рилера, который стал первым молекулярным маркером, локализовавшим ген RELN в хромосоме 7q22, и впоследствии был клонирован и идентифицирован. Японским ученым из Медицинского университета Кочи удалось создать антитела против нормальных мозговых экстрактов мышей породы рилеров. Эти антитела позже были названы CR-50 и они реагировали специфически с нейронами Кахаля-Ретциуса, функциональная роль которых до этого времени оставалась неясной.
Распределение в тканях и секреция рилина
Исследования показали, что рилин отсутствует в синаптических пузырьках и секретируется через инвариантный секреторный путь и хранится в секреторных пузырьках Гольджи. Скорость высвобождения рилина не регулируется деполяризацией, а строго зависит от скорости его синтеза. В процессе развития мозга рилин в основном секретируется клетками Кахаля-Ретциуса и другими подобными клетками в коре головного мозга и гиппокампе.
Синтез рилина достигает пика после рождения, а затем быстро снижается по мере роста ребенка, при этом экспрессия становится более диффузной. В мозге взрослого человека рилин в основном экспрессируется ГАМКергическими интернейронами в коре и глутаматергическими нейронами в мозжечке, и его функция также меняется с возрастом.
Структура и функции рилина
Функции, связанные с рилином, имеют важное значение в эволюции мозга. Его структура состоит из 3461 аминокислоты и обладает активностью сериновой протеазы. Среди них 65 экзонов охватывают приблизительно 450 кб, а в структуре гена были идентифицированы два сайта начала транскрипции и два сайта полиаденилирования. К основным функциям рилина относится регуляция развития коры головного мозга и позиционирования нейронов, что имеет решающее значение как на эмбриональной стадии, так и во взрослом возрасте.
Эволюционное значение
Взаимодействие рилина и DAB1 может играть ключевую роль в структурной эволюции коры. Исследования показали, что по мере усложнения коры головного мозга экспрессия рилина увеличивается. Рилин присутствует в конечном мозге у всех изученных позвоночных, но характер его экспрессии сильно различается.
Различные открытия показали важность рилина в структуре мозга, особенно по мере того, как развивается человеческий мозг. Роль рилина заключается не только в период развития, но и в том, что он является краеугольным камнем нормального функционирования человеческого мозга сегодня. Все это побудило нас к дальнейшему изучению роли рилина в когнитивных функциях и психическом здоровье, чтобы изучить эволюционное значение и глубинные механизмы, лежащие в основе структуры мозга.
Насколько большую роль играет рилин в эволюции мозга? Есть ли другие неоткрытые механизмы?
