Language
Country/Area
No result found
Từ chuột đến người: Reelin ảnh hưởng đến sự tiến hóa và cấu trúc não như thế nào?
Reelin là một glycoprotein ngoại bào khổng lồ được tiết ra được mã hóa bởi gen RELN, chủ yếu điều chỉnh sự di chuyển và vị trí của các tế bào thần kinh trong não đang phát triển bằng cách kiểm soát tương tác tế bào-tế bào. Ngoài vai trò quan trọng trong quá trình phát triển sớm, Reelin vẫn tiếp tục đóng vai trò trong não bộ người trưởng thành. Nó điều chỉnh tính dẻo của khớp thần kinh bằng cách tăng cường cảm ứng và duy trì sự tăng cường lâu dài và kích thích sự phát triển của các sợi nhánh và gai nhánh trong hồi hải mã, đồng thời điều chỉnh sự di chuyển liên tục của các tế bào thần kinh nguyên bào được tạo ra tại các vị trí sinh thần kinh ở người trưởng thành. Không chỉ vậy, Reelin còn có mặt ở nhiều bộ phận khác nhau của cơ thể như gan, tuyến giáp, tuyến thượng thận và có khả năng gây ra một số bệnh thần kinh.
Biểu hiện Reelin giảm đáng kể ở bệnh tâm thần phân liệt và rối loạn lưỡng cực, nhưng lý do cho quan sát này vẫn chưa rõ ràng vì các nghiên cứu đã chỉ ra rằng bản thân thuốc điều trị tâm thần có thể ảnh hưởng đến biểu hiện Reelin.
Ở chuột, người ta thấy rằng việc thiếu hoàn toàn Reelin có thể dẫn đến một loại rối loạn não, và Reelin có thể đóng vai trò trong nhiều tình trạng khác nhau, bao gồm bệnh Alzheimer, động kinh thùy thái dương và chứng tự kỷ. Tên Reelin xuất phát từ dáng đi bất thường của chuột "reeler", chúng được phát hiện thiếu protein não này và đồng hợp tử về đột biến trong gen RELN.
Khám phá của Reelin
Nghiên cứu cho thấy chuột đột biến cung cấp cái nhìn sâu sắc về cơ chế phân tử của sự phát triển hệ thần kinh trung ương. Ban đầu, các nhà khoa học ngẫu nhiên xác định một số con chuột gặp khó khăn về vận động bằng cách quan sát hành vi vận động của chúng và đặt cho chúng những cái tên mô tả như "chuột quay" và "chuột dệt". Chuột "reeler" lần đầu tiên được D.S. Falconer tại Đại học Edinburgh mô tả vào năm 1951, sau một đột biến đột ngột xuất hiện ở dòng chuột này vào năm 1948. Các nghiên cứu bệnh học mô học sau đó cho thấy tiểu não của chuột reeler bị nén chặt đáng kể và cấu trúc phân cấp bình thường của một số vùng não bị phá vỡ.
Vào những năm 1970, việc phát hiện ra sự đảo ngược lớp tế bào ở vỏ não mới của chuột đã thu hút thêm sự chú ý đến đột biến Reeler. Năm 1994, một alen reeler mới đã được tạo ra bằng phương pháp đột biến chèn, đây là dấu hiệu phân tử đầu tiên xác định vị trí gen RELN trên nhiễm sắc thể 7q22 và sau đó được nhân bản và xác định. Các nhà khoa học Nhật Bản tại Đại học Y khoa Kochi đã thành công trong việc tạo ra kháng thể chống lại các chiết xuất não bình thường của chuột reeler. Các kháng thể này sau đó được gọi là CR-50 và chúng phản ứng đặc hiệu với các tế bào thần kinh Cajal-Retzius, có vai trò chức năng vẫn chưa rõ ràng cho đến thời điểm này.
Phân bố mô và tiết Reelin
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng Reelin không có trong các túi synap và được tiết ra thông qua con đường tiết bất biến và được lưu trữ trong các túi tiết của bộ máy Golgi. Tốc độ giải phóng Reelin không được điều chỉnh bởi quá trình khử cực mà phụ thuộc chặt chẽ vào tốc độ tổng hợp của nó. Trong quá trình phát triển não bộ, Reelin chủ yếu được tiết ra bởi các tế bào Cajal-Retzius và các tế bào tương tự khác ở vỏ não và hồi hải mã.
Sự tổng hợp reelin đạt đỉnh sau khi sinh và sau đó giảm nhanh khi em bé lớn lên, với biểu hiện trở nên lan tỏa hơn. Ở não người trưởng thành, Reelin chủ yếu được biểu hiện bởi các tế bào thần kinh trung gian GABAergic ở vỏ não và các tế bào thần kinh glutamatergic ở tiểu não, và chức năng của nó cũng thay đổi theo tuổi tác.
Cấu trúc và chức năng của Reelin
Các chức năng liên quan của Reelin có ý nghĩa quan trọng trong quá trình tiến hóa của não bộ. Cấu trúc của nó bao gồm 3461 axit amin và có hoạt tính serine protease. Trong số đó, 65 exon trải dài khoảng 450 kb và hai vị trí bắt đầu phiên mã và hai vị trí polyadenylation đã được xác định trong cấu trúc gen. Chức năng chính của Reelin bao gồm điều chỉnh sự phát triển vỏ não và vị trí của tế bào thần kinh, điều này rất quan trọng ở cả giai đoạn phôi thai và tuổi trưởng thành.
Ý nghĩa tiến hóa
Tương tác Reelin-DAB1 có thể đóng vai trò quan trọng trong quá trình tiến hóa cấu trúc của vỏ não. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng khi vỏ não trở nên phức tạp hơn, mức độ biểu hiện Reelin cũng tăng lên. Reelin có trong não trước của tất cả các loài động vật có xương sống đã nghiên cứu, nhưng kiểu biểu hiện của nó rất khác nhau.
Nhiều khám phá đã chỉ ra tầm quan trọng của Reelin trong cấu trúc não, đặc biệt là khi não người tiến hóa, vai trò của Reelin không chỉ trong giai đoạn phát triển mà còn là nền tảng cho hoạt động bình thường của não người ngày nay. Tất cả những điều này đã thúc đẩy chúng tôi nghiên cứu sâu hơn về vai trò của Reelin trong chức năng nhận thức và sức khỏe tâm thần để khám phá ý nghĩa tiến hóa và cơ chế cơ bản đằng sau cấu trúc não.
Reelin đóng vai trò lớn như thế nào trong quá trình tiến hóa của não? Có những cơ chế nào khác chưa được khám phá không?
