Клетки костного мозга, которые продуцируют мозговой евротрофический фактор (BDNF), который, как известно, влияет на регуляцию приема пищи, перемещаются в часть гипоталамуса в головном мозге, где они "тонкая настройка" аппетит, заявили исследователи из Медицинского колледжа Бейлора и Университета медицинских наук Сига в Оцу, Сига, Япония, в отчете, опубликованном в журнале Nature Communications.
"Мы знали, что клетки крови производят BDNF," сказал доктор. Лоуренс Чан, профессор молекулярной и клеточной биологии и профессор и заведующий отделением диабета и эндокринологии & метаболизм в медицинском отделении и директор Центра исследования диабета, финансируемого из федерального бюджета, все в BCM. Фактор вырабатывается как в головном мозге, так и в нервных клетках. "Мы не знали, почему он вырабатывается в клетках крови."
Доктор. Хироши Урабе и доктор. Хидэто Кодзима, нынешний и бывший постдокторанты в лаборатории Чана соответственно, искал BDNF в мозге мышей, которых не кормили около 24 часов. Клетки, полученные из костного мозга, были помечены флуоресцентным белком, который обнаружился при микроскопии. К своему удивлению, они обнаружили клетки, продуцирующие BDNF, в части гипоталамуса головного мозга, называемой паравентрикулярным ядром.
"Мы знали, что в процессе эмбрионального развития некоторые клетки крови попадают в мозг и становятся микроглиальными клетками," сказал Чан. (Клетки микроглии являются частью опорной структуры центральной нервной системы. Для них характерно ядро, из которого "ветви" расширяться во всех направлениях.) "Мы впервые показали, что это происходит в зрелом возрасте. Клетки крови могут попасть в одну часть мозга и физически измениться, превратившись в клетки, подобные микроглию."
Однако эти клетки костного мозга продуцируют специфичный для костного мозга вариант BDNF, который отличается от того, который продуцируется обычными микроглиальными клетками, уже находящимися в гипоталамусе.
По словам Чана, лишь некоторые из этих кровяных клеток действительно достигают гипоталамуса.
"Это не очень впечатляет, если небрежно посмотреть под микроскопом," он сказал. Однако тщательное изучение показало, что ветвящаяся природа этих клеток позволяет им вступать в контакт с целым рядом клеток мозга.
"Их эффекты усиливаются," сказал Чан.
Мыши, рожденные без способности продуцировать клетки крови, которые заставляют BDNF переедать, становятся ожирением и развивают инсулинорезистентность (отсутствие реакции на инсулин, которая влияет на способность метаболизировать глюкозу). По словам Чана, трансплантат костного мозга, восстанавливающий ген, вырабатывающий клетки, производящие BDNF, может нормализовать аппетит. Однако трансплантат костного мозга, не содержащий этого гена, не устраняет переедание, ожирение или инсулинорезистентность.
По словам Чана, когда нормальные клетки костного мозга, которые продуцируют BDNF, вводятся в третий желудочек (полость мозга, заполненная жидкостью) мышей, у которых отсутствует BDNF, у них больше нет желания переедать.
В целом, исследования представляют новый механизм, с помощью которого клетки, полученные из костного мозга, контролируют питание через BDNF, и могут предоставить новый способ борьбы с ожирением, – сказал Чан.
Он и его коллеги предполагают, что клетки костного мозга, которые производят BDNF, точно регулируют реакцию аппетита, хотя множество различных гормонов, контролирующих аппетит, вырабатываемых обычными нервными клетками в гипоталамусе, выполняют львиную долю работы.
"Клетки костного мозга настолько доступны," сказал Чан. "Если эти клетки играют регулирующую роль, мы могли бы взять кровь, что-то изменить в ней или добавить что-то, что связывается с клетками крови, и вернуть ее. Возможно, мы даже сможем доставить лекарства, которые поступают в мозг," пересечение гематоэнцефалического барьера. Даже некоторые из этих клеток могут иметь эффект, потому что их геометрия означает, что они контактируют со многими различными нейронами или нервными клетками.
Он считает, что Урабе и Кодзима (ныне работающие в Университете медицинских наук Сига в Японии) провели большую часть экспериментов, включенных в исследование.