Одно сердце и одна душа
Направление роста нервных клеток строго контролируется организмом. Один из вовлеченных белков, по-видимому, также участвует в принятии решения о том, где могут образовываться новые кровеносные сосуды. Это бросает вызов нашему простому представлению о происхождении системы кровообращения. В то же время открываются новые подходы к терапии закупорки сосудов. Майкл Клагсбрун из Детской больницы и его коллеги из Гарвардской медицинской школы описывают молекулярное сходство этих предположительно отдельных систем органов в своем исследовании (Cell, 20 марта 1998 г.).
Ваше расследование охватывает две быстрорастущие области исследований. Одним из них является ангиогенез - рост новых кровеносных сосудов - который происходит в основном во время развития организма, а также во время менструального цикла, при заживлении ран и при раке. Во втором поле изучается, как триллионы нейронов в растущем мозгу создают свою сеть соединений друг с другом.
Исследование показывает, что эти два процесса имеют по крайней мере одну важную общую молекулу. Фактор роста VEGF (фактор роста эндотелия сосудов) инициирует образование новых кровеносных сосудов, которые снабжают, например, опухоли. Его исследовали в лаборатории Клагбруна последние пять лет. В это время Шей Сокер обнаружил новый рецептор фактора. Название третьего известного рецептора VEGF - нейропилин-1. Этот белок находится в головном мозге и также является рецептором лигандов, называемых коллапсинами или семафоринами. Коллапсины/семафорины, в свою очередь, относятся к белкам, определяющим, где разрешено расти отросткам нервных клеток, их аксонам. Клагсбрун считает, что эти результаты показывают, что VEGF является не только фактором роста эндотелиальных клеток, но и выполняет другие функции.
Его исследовательская группа обнаружила, что клетки опухолей груди и предстательной железы синтезируют большое количество нейропилина. Сначала это казалось запутанным. Ученые ранее думали, что раковые клетки секретируют VEGF, который диффундирует через ткань и связывается с двумя ранее известными рецепторами на эндотелиальных клетках в близлежащих кровеносных сосудах, вызывая приток крови к опухоли. Так какой смысл в третьем рецепторе, который также расположен на самих раковых клетках? Клагсбрун отвечает, что предварительные результаты показывают, что VEGF может блокировать генетически заложенную в клетке программу самоубийства.
Но еще более интересен вопрос о том, какое значение имеет эта связь между ростом нервных клеток и сосудов для эмбрионального развития. Может быть, сеть кровеносных сосудов устроена так же тщательно, как и наш мозг? «До сих пор никто не думал, что это может быть верно для кровеносных сосудов. Мы думали, что вы добавляете фактор роста, и сосуды растут во всех направлениях. Теперь мы спрашиваем, существует ли какая-то система контроля кровотока», - говорит Клагсбрун.
В настоящее время его команда исследует, влияет ли нейропилин на направление развития кровеносных сосудов. Они генетически сконструировали эндотелиальные клетки, чтобы они содержали нейропилин и один из хорошо известных рецепторов VEGF, называемый KDR. Одни клетки имели на своей поверхности только один из рецепторов, другие - оба. Ученые обнаружили, что клетки с обоими рецепторами реагировали примерно в два раза лучше на градиент концентрации VEGF, чем клетки, содержащие только нейропилин или KDR.
Дальнейшие эксперименты, в которых проверяются функции отдельных компонентов на рост нервных клеток, проводятся в сотрудничестве с Джонатаном Рапером из Пенсильванского университета. Многие вопросы остаются открытыми. Однако исследователи надеются, что их результаты позже инициируют рост кровеносных сосудов вокруг закупорки и предотвратят гибель нервных клеток после инсульта.
Heidelberger Verlag Spektrum der Wissenschaft является оператором этого портала. Его электронные и печатные журналы, в том числе «Spektrum der Wissenschaft», «Gehirn&Geist» и «Spektrum - Die Woche», сообщают о текущих результатах исследований.