Международная группа исследователей составила первую в мире пространственно-временную карту регенерации головного мозга. Группа исследователей под руководством компании BGI-Research исследовала развитие и регенерацию мозга у мексиканской амбистомы или аксолотля (Ambystoma mexicanum). Это редкое вымирающее хвостатое земноводное. Исследование, опубликованное в журнале Science, показывает, как может зажить травма мозга.

Биологи проанализировали развитие и регенерацию мозга амбистомы. Также они определили ключевые подмножества нервных стволовых клеток, которые используются в процессе регенерации мозга животного. Исследователям удалось подробно описать процесс реконструкции поврежденных нейронов с помощью стволовых клеток.

В отличие от млекопитающих, некоторые позвоночные обладают способностью регенерировать несколько органов, в том числе части центральной нервной системы. Амбистомы одни из наиболее успешных на этом пути. Они могут восстанавливать не только конечности или хвост, но даже мозг. При этом эволюционное строение мозга у этих земноводных близко к мозгу млекопитающих.

Карта с расширением в одну клетку восстанавливающегося мозга. Изображение: YUNZHI YANG, BGI

Взяв образцы мозга в семи временных точках (через 2, 5, 10, 15, 20, 30 и 60 дней) после повреждения коры головного мозга земноводного, биологи смогли проанализировать регенерацию клеток. Оказалось, что на ранней стадии в области раны начали появляться новые подтипы нервных стволовых клеток. Через 20 суток место травмы заполнилось новыми тканями, отличающимися по структуре от неповрежденного мозга, но уже к 60-му дню эта аномалия полностью прошла и все ткани стали однородными.

2 Снимок регенирирующего головного мозга аксолотля. Процесс регенерации (внизу справа) напоминает развитие мозга в процессе формирования (вверху справа). Изображение: YUNZHI YANG, BGI

Используя амбистому в качестве модельного организма, мы идентифицировали ключевые типы клеток в процессе регенерации мозга. Это открытие предоставит новые идеи и руководство для регенеративной медицины в нервной системе млекопитающих, – Инь Гу, соавтор исследования и заместитель директора BGI-Research.