Исследователи из Университета Хоккайдо обнаружили, что молекула транспортера L-гутамата / L-аспартата (GLAST) играет важную роль в установлении и поддержании правильной нейронной проводки клеток Пуркинье в мозжечке.
Клетки Пуркинье – одни из крупнейших нервных клеток головного мозга. Они присутствуют в мозжечке, небольшой структуре в задней части мозга, влияющей на координацию движений. В основном они связаны с нервной системой с помощью двух различных типов нервных волокон – параллельных волокон и волокон лазания. Эти волокна соединяются с разными частями дендритов клеток Пуркинье или с ветвями, выступающими из тела клетки, разделяя их территории.
GLAST – это молекула, вырабатываемая специализированными изоляционными клетками, называемыми глия Бергмана, которые обвивают синапсы клеток Пуркинье. Роль GLAST заключается в удалении избытка глутамата, нейромедиатора, используемого параллельными и восходящими волокнами для отправки сигналов клеткам Пуркинье. Это способствует передаче сигнала с высокой точностью, позволяя нужному количеству глутамата достичь целевой нервной клетки, не переливаясь на ее соседей. Однако мало что известно о роли GLAST в развитии нейронных цепей.
Профессор Масахико Ватанабе из Университета Хоккайдо и его коллеги из Японии сравнили проводку клеток Пуркинье у нормальных мышей и мутантных мышей, лишенных GLAST. Проводка клеток Пуркинье у мутантных мышей была нагружена аномалиями.
Каждая клетка Пуркинье обычно иннервируется одним лазящим волокном в результате конкуренции между волокнами во время развития. Однако у мутантных мышей клетки Пуркинье иннервируются множеством лазящих волокон, что, по-видимому, вызывает атипичное возбуждение клеток Пуркинье.
Параллельные волокна также были затронуты. Они значительно увеличили количество связей с клетками Пуркинье, нарушив территориальную сегрегацию между лазящими волокнами и параллельными волокнами. Кроме того, у мышей с нокаутом глиальные клетки Бергмана были неправильно обернуты вокруг клеток Пуркинье, подвергая их воздействию внешней среды.
В другом эксперименте они также обнаружили, что функциональная блокада GLAST у нормальных взрослых мышей приводит к таким же аномалиям, как и у мышей с нокаутом.
"Мы показали, что транспортер глутамата, GLAST, играет важную роль в создании и поддержании надлежащей нервной проводки и изоляции в мозжечке. Дальнейшее исследование должно показать, как функция GLAST связана с пластичностью нейронной сети," говорит Масахико Ватанабе.