Ученые Калифорнийского университета в Сан-Франциско идентифицировали ранее неизвестный тип нейронов, играющий ключевую роль в формировании сложной капиллярной сети сетчатки. Данная структура обеспечивает питание фоторецепторных клеток, отвечающих за зрительное восприятие.

Результаты исследования, опубликованные в журнале Cell, открывают перспективы для разработки терапевтических стратегий лечения заболеваний, связанных с нарушением кровотока в глазах и головном мозге.

Периваскулярные нейроны — ключевые регуляторы васкулогенеза сетчатки


Доктор Синь Дуань, доцент кафедры офтальмологии и старший автор работы, отметил, что это первое наблюдение, демонстрирующее использование ретинальными нейронами прямого физического контакта с сосудистой стенкой для построения трехмерных капиллярных сетей. По его словам, данное открытие приближает возможность восстановления поврежденных сосудов или коррекции врожденных аномалий сосудистого русла.

Роль механочувствительного белка PIEZO2


В ходе экспериментов на новорожденных мышах, у которых в первые недели после рождения активно развиваются глазные структуры, доктор Кенити Тома маркировал ретинальные нейроны, прилегающие к сосудам, флуоресцентным белком. Это позволило визуализировать процесс формирования капиллярной сети. Была выделена особая субпопуляция нейронов — периваскулярные нейроны, — которые взаимодействуют с растущими сосудами, обволакивают их и направляют их организацию в виде упорядоченной решетки. Данные нейроны экспрессируют белок PIEZO2, обеспечивающий механочувствительность и способность реагировать на контакт с соседними клетками.


У мышей с нокаутом гена PIEZO2 способность нейронов поддерживать контакт с сосудами была утрачена, что приводило к хаотичному росту сосудов и нарушению перфузии крови. Следствием этого становилась гипоксия окружающих нервных клеток, а такие мутантные мыши демонстрировали повышенную уязвимость к инсультоподобным повреждениям.

Аналогичная роль в сосудистой сети мозжечка


Расширяя область исследования, группа доктора Дуаня обнаружила, что периваскулярные нейроны также участвуют в формировании сосудистых сплетений мозжечка — отдела мозга, отвечающего за координацию движений и сенсорное восприятие. Доктор Тома подчеркнул, что повреждение этой капиллярной решетки может вносить вклад в патогенез различных нейродегенеративных заболеваний.


В сотрудничестве с биологом развития доктором Арнольдом Кригстейном исследователи подтвердили наличие периваскулярных ретинальных нейронов у человека, что усиливает значимость полученных данных для клинической медицины.


Ключевую роль в работе сыграли передовые методы визуализации, включая мультифотонную микроскопию, разработанную доктором Тайсоном Кимом. Этот подход позволил получить детальные трехмерные изображения сосудистых сетей сетчатки и беспрецедентно детально изучить процессы их формирования и дезорганизации.

Значение для терапии нейродегенеративных заболеваний


Доктор Ким отметил синергичный характер междисциплинарного сотрудничества. Полученные результаты выходят за рамки фундаментальной нейробиологии и предлагают потенциальные мишени для лечения нейродегенеративных заболеваний путем защиты сложных сосудистых сетей, поддерживающих функцию нейронов. Доктор Дуань резюмировал, что, несмотря на многочисленные попытки понять, как заставить нейроны расти, ключевой вопрос заключается в том, как сформировать сложные сосудистые сети, необходимые для их выживания.

Источник:

Kenichi Toma et al, Perivascular neurons instruct 3D vascular lattice formation via neurovascular contact, Cell (2024). DOI: 10.1016/j.cell.2024.04.010