Человеческие клетки сделали мышей умнее

Астроциты — одна из разновидностей глиальных клеток — выполняют функцию нянек нейронов, обеспечивая им питание и физическую поддержку. Однако астроциты бывают разными: в 2009 году исследователи из Медицинского центра Рочестерского университета (США) заметили, что человеческие астроциты по сравнению с мышиными крупнее и несут в 10 раз больше выростов, которыми соединяются с нейронами и кровеносными сосудами. Чтобы понять, имеет ли эта разница какое-то значение для мозга в целом, учёные под руководством Стивена Голдмана и Майкена Недергарда пересадили мышам человеческие клетки-предшественники астроцитов.

Бóльшая часть пересаженных клеток, как пишут исследователи в журнале Cell Stem Cell, так и осталась предшественниками, но некоторые превратились в полноценные астроциты, выглядевшие вполне обычными человеческими клетками. Они сформировали собственные астроцитные сети, которые быстрее понимали и пропускали внутренние сигналы и усиливали межнейронные соединения в гиппокампе лучше, чем собственно мышиные астроциты.

Гиппокамп, как известно, играет большую роль в обучении и запоминании, а потому эффект от человеческих астроцитов незамедлительно сказался на поведении животных: тесты на память такие мыши выполняли лучше, нежели те, которым пересаживали такие же мышиные клетки. Грызуны, например, с первого раза запоминали, что за особым звуком следует слабый, но неприятный электрический разряд, и страх перед таким звуком у мышей с человеческими клетками в голове сохранялся на протяжении трёх дней, пока шёл эксперимент. При этом обычные животные за это время так и не смогли толком усвоить связь между специфическим звуком и неприятными ощущениями. И это не всё: в опытах с водяным лабиринтом животные с человеческими астроцитами в два раза быстрее находили выход из него, а также быстрее узнавали знакомые объекты, даже если обстановка вокруг была незнакомой.

Иными словами, человеческие клетки нейроглии делали мышей умнее. И это заставляет по-новому взглянуть на эволюцию мозга. Очевидно, служебные клетки принимают в развитии мозга куда большее участие, чем можно было бы ожидать: они влияют на архитектуру нейронных цепей, определяют силу синапсов, и получается, что чем совершеннее, чем эффективнее астроцит, тем лучше работает мозг. И теперь очевидно: психоневрологические проблемы могут возникать как раз потому, что служебные клетки мозга плохо выполняют свою работу — и это сказывается на функционировании уже самих нейронов.

Однако, как справедливо замечают критики, в данном случае не совсем понятно, чему мы обязаны таким эффектом — то ли человеческим астроцитам самим по себе, то ли каким-то молекулярно-генетическим изменениями, которые произошли в человеческих клетках в «мышином» окружении. В дальнейшем авторы исследования как раз собираются прояснить этот вопрос. Кроме того, учёные планируют проверить, будут ли грызуны умнеть от глиальных клеток других приматов — к примеру, шимпанзе или макак.

Подготовлено по материалам Медицинского центра Рочестерского университета.