You are currently viewing Felnőttkori neurogenezis az emberi agyban

Felnőttkori neurogenezis az emberi agyban

Néhány évtizeddel ezelőtt még közismert ténynek számított, hogy a felnőtt agyban már nem keletkeznek új idegsejtek, vagyis nincs neurogenezis. Az utóbbi időkben azonban már egyre több eredmény született, amik összességében tarthatatlanná tették ezt az álláspontot. Egy új vizsgálat is ezt támasztja alá: felnőtt emberektől származó egészséges szaglóhámban mutattak ki neurogenezist amerikai kutatók.

Neurogenezis a kifejlett agyban

A fejlődés során természetes, hogy sejtjeink osztódnak, így hozzák létre az újabb és újabb struktúrákat, illetve ez teszi lehetővé a növekedést is. Az is nyilvánvaló, hogy a különféle belszerencsés események nyomán kialakult szöveti károsodások nagyon gyakran helyreállnak: csontjaink összeforrnak, bőrünk regenerálódik. Ezek mind sejtosztódást igénylő folyamatok. A regeneráció azonban nem minden szövetünknél megy végbe, a központi idegrendszerhez tartozó agy és gerincvelő például hírhedten rosszul regenerálódnak (ezért foglalkoznak rengetegen olyan futurisztikus technikákkal, mint az őssejt beültetés vagy a robotikus külső váz, hogy az ilyen sérülések következményeit mérsékeljék valamennyire).

A központi idegrendszer regenerációra való képtelenségével már Santiago Ramón y Cajal, az idegtudomány kiemelkedő alakja is tisztában volt, 1913-ban úgy fogalmazott: „A felnőtt központjaiban az idegi útvonalak többnyire rögzítettek. Bármi elpusztulhat, de semmi nem regenerálódhat.” Voltaképpen erre utal a különböző élőlények regenerációs képességében tapasztalható különbség is, hiszen általánosságban azt mondhatjuk, minél egyszerűbb a felépítése egy adott testrésznek, annál valószínűbb, hogy regenerálható. Ez a nézet általánosan elfogadottá vált a területen, tehát hosszú évtizedekig az agykutatók valóban tényként tekintettek erre a megállapításra.

Az első ellentmondó eredmény az 1960-as években jelent meg a színen. Egy amerikai kutatócsoport több emlősállat (macska, patkány, tengeri malac) agyának több pontján (hippokampusz, szubventrikuláris zóna, szaglóhagyma) is kimutatott osztódó sejteket. A kutatók radioaktívan jelölt timidint adtak be az állatnak és azt figyelték meg, hogy a radioaktív jel az agy több pontján megjelent az állatok agyából készített szövettani metszeteken. Mivel a timidin csak a DNS-ben van jelen, ezért feltehető, hogy az újonnan bejuttatott timidin csakis a frissen lemásolt DNS molekulákba kerül bele, vagyis olyan sejtekbe, melyek a vegyület beadását követően keletkeztek. Az eredményt ennek ellenére kevesen vették komolyan, akik felfigyeltek rá, azok is inkább a gliasejtek osztódását feltételezték az eredmények hátterében. Idővel azonban egyre több hasonló eredmény látott napvilágot, amiken módszertanilag is egyre nehezebb volt fogást találni. A 80-as években például két eredmény is azt látszott bizonyítani, hogy a madarak agyában az adott viszonyoknak megfelelően időszakosan megnövekedhet bizonyos agyterületek sejtszáma: amikor az állatok új dalokat tanulnak megnövekedhet az énekléssel összefüggésbe hozható területek mérete, illetve a táplálék lelőhelyek megritkulásakor fokozódhat a navigációban érintett területeké.

Közben az is egyre biztosabbá vált, hogy a rágcsálók szaglással kapcsolatos agyterületein intenzív sejtosztódás figyelhető meg felnőtt korban is. Ennek ellenére a tudományos köztudatban megmaradt a neurogenezis tagadása, bár ekkora legtöbben már csak a főemlősökre tartották igaznak. A 2000-es évek elején aztán újabb kutatások láttak napvilágot, melyek emberszabású majmoknál is kimutatták a felnőttkori neurogenezist az agy több pontján. Noha manapság már talán túlsúlyba kerültek azok a szakemberek, akik a neurogenezis megléte mellett teszik le a voksukat, azt mondhatjuk, hogy a vita még mára sem zárult le. A hippokampális neurogenezissel kapcsolatban még az utóbbi években is jelentek meg egymásnak ellentmondó eredmények: két éve a Nature folyóirat lapjain megjelent cikkben arról számoltak be, hogy a felnőtt epilepsziás emberektől származó mintákban nem volt kimutatható neurogenezis a hippokampusz területén. Egy év sem telt el, és szintén a Nature lapcsalád egy folyóiratában közöltek egy másik vizsgálatot, mely szerint a neurológiai szempontból egészséges felnőtteknél bőséges neurogenezis zajlik a hippokampuszban. A kérdés tehát máig sem teljesen eldöntött.

ngensvz
Az egéragyban, a szubventrikuláris zónában (SVZ) számos őssejt található, melyek további őssejteket hoznak létre. Ezek már csak egy bizonyos típusú idegszöveti sejtet képesek létrehozni, például idegsejteket (kék). Ezek az őssejtek az orr irányába tartó migrációs útvonalon (RMS) eljutnak a szaglóhagymába (OB) és a szaglóhámba is (nem szerepel az ábrán), ahol érett idegsejteket hoznak létre (barna) (Forrás: de Chevigny és mtsai., 2017 – Ontogenetics, Plasticity of the Vertebrate Brain).

Neurogenezis a szaglóhámban?

Noha a felnőttkori neurogenezis létének kérdése gyakrabban merül fel a hippokampusz kapcsán (főleg mivel a folyamatot többen alapvető jelentőségűnek tartják az új emlékek létrehozása szempontjából), már a kezdetektől fogva implikáltak voltak a szaglásért felelős területek is. Rágcsálóknál számtalan vizsgálat mutatta ki, hogy az oldalsó agykamrák alulsó részén található ún. szubventrikuláris zónában viszonylag sok őssejt, pontosabban idegszöveti sejteket létrehozni képes őssejt található, melyek neurális őssejteket hoznak létre. A neurális őssejtek a szaglóhagymába és a szaglóhámba is eljutnak, ahol további osztódás révén neuronokat, pontosabban receptorsejteket hoznak létre, melyek voltaképpen a kémiai vegyületek jelenlétét fordítják neurális jellé, vagyis a szaglásban játszanak alapvető szerepet. A szaglóhám az agykoponyán kívül helyezkedik el, a rostacsont alulsó részén, így a neurogenezisben érintett területek közül ez a legkönnyebben hozzáférhető.

endonasal_surg
Az orrüregen keresztül az agy számos része könnyebben hozzáférhető a sebészek számára. Nagyjából az első két függőleges vonal között helyezkedik el a rostacsont, és rajta a szaglóhám, innen vettek mintát az amerikai kutatók a műtéten átesett páciensektől (Forrás: wikipedia.org).

Egy amerikai kutatócsoport éppen ezért próbálta meg tetten érni a szaglóhámban zajló neurogenezist. Olyan felnőtt páciensektől szereztek szövetmintákat a szaglóhámból, akik endoszkópos műtéten estek át. A pácienseknél az agy elülső-alulsó részein kellett beavatkozást végezni, amit a rostacsonton lehet a legkevesebb járulékos kárral elérni. A betegek más jellegű problémák miatt feküdtek kés alá, így a szaglóhámjaik tulajdonképpen egészségesnek tekinthetők. A kutatók 7 pácienstől vettek mintát, és így majdnem 29 000 egyedi sejtet tudtak vizsgálni. Minden egyes sejtben feltárták néhány karakterisztikus gén kifejeződésének mértékét, amelyek alapján az egyes sejttípusok elkülöníthetők. Ehhez a hírvivő RNS-ek szekvenciáját és mennyiségét határozták meg, hiszen ezek a molekulák központi szerepet játszanak a génkifejeződésben. A kutatók hámsejteket, receptorsejteket, immunsejteket és neurális őssejteket is tudtak azonosítani, vagyis újfent alátámasztották a felnőttkori neurogenezis meglétét az emberi szaglóhámban.

A vizsgálat egy másik eredménye is említésre méltó: a kutatók jelentős mennyiségű immunsejtet is találtak a szaglóhámban. Ez összecseng egy másik kutatócsoport tavalyi eredményeivel. Azt találták, hogy a kísérleti állatoknál mesterségesen előidézett gyulladás korai szakaszában a neurális őssejtek amellett, hogy még létrehoztak új receptorsejteket, olyan faktorokat is kibocsájtottak, melyekkel felerősítették az immunválaszt, tehát segítették a gyulladást kiváltó probléma mihamarabbi megoldását és az esetleg elpusztult receptorsejtek pótlását. Ehhez képest a gyulladás elhúzódásával az osztódások is egyre ritkultak, végül teljesen abbamaradtak, miközben az immunsejteket befolyásoló jelzőmolekulák képzése megmaradt. Az őssejtek tehát a szaglóhám védelmében is részt vesznek, és amennyiben a veszélyforrás hosszú időn át fenyeget, akár a neurogenezist is feláldozhatják a védekezés érdekében.

Mindez párhuzamba állítható azzal a megfigyeléssel, hogy egy sor neurodegeneratív megbetegedésnél jellemző a szaglás elvesztése. A párhuzam abban áll, hogy ezeknél a betegségeknél jellemző az idegszövet krónikus gyulladása, ami a fenti vizsgálat alapján okozhatja a neurogenezis leállását a szaglóhámban, ami pedig a szaglóreceptorok, és így a szaglás eltűnésével járhat. A kapcsolat ráadásul mondhatni szokatlanul erős: az Alzheimer kóros betegek közel 100 %-a, a Parkinson-kóros betegek nagyjából 90 %-a veszíti el bizonyos mértékig a szaglását.

A kísérlet eredményei tehát újfent alátámasztják a felnőttkori neurogenezis meglétét az emberi szaglóhámban. Fontos megjegyezni, hogy erre utaló eredmények már korábban is születtek, a terület vezető szakemberei inkább abban látják az eredmény jelentőségét, hogy a korábbiaknál még megbízhatóbb módszerrel mutatták ki a felnőttkori neurogenezist az emberi szaglóhámban.

Ez a cikkem az Élet és Tudomány 2020/13. számában jelent meg.

Források:

https://www.nature.com/articles/s41593-020-0587-9

https://www.nature.com/articles/s41593-020-0596-8

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1934590919303467

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B978012804402500008X

Vélemény, hozzászólás?