Исследователи Стэнфорда определили отдельные эмбриональные происхождения переднего и заднего мозга
Исследование под руководством Стэнфорда, опубликованное в Nature Neuroscience, показывает, что передний и задний мозг человека возникают из разных прогениторных клеток, что может изменить понимание эволюции мозга и улучшить лабораторное моделирование неврологических заболеваний.
Исследователи Стэнфордского университета предоставили доказательства того, что человеческий мозг состоит из двух эмбрионально отдельных органов. В статье, опубликованной в Nature Neuroscience, команда продемонстрировала, что передний и задний мозг происходят от разных прогениторных клеток на ранних эмбриональных стадиях, разделение, которое, по-видимому, эволюционировало независимо в течение сотен миллионов лет.
Это открытие ставит под вопрос давнее представление о мозге как единой сущности, сформированной по одной эволюционной линии. Оно также предлагает новую стратегию получения задних мозговых нейронов in vitro, шаг, который может ускорить исследования расстройств, затрагивающих ствол мозга, таких как амитрофический латеральный склероз.
«Мы впервые показали, что передняя часть мозга возникает из совершенно другой прогениторной клетки, чем задняя часть мозга», — сказал старший автор Кайл Ло, доцент по развитию биологии в Стэнфорде.
«Наше открытие означает, что теперь мы можем выращивать нейроны из задней части мозга, заднего мозга, в чашке Петри и изучать их функции», — добавил он.
Используя эмбрионы мышей, ученые наблюдали, что отдельные популяции прогениторов дают начало переднему и среднем мозгу с одной стороны и заднему мозгу с другой, каждая из которых имеет свои характерные хроматиновые подписи. Соавтор первого автора Райян Джохай отметил, что предыдущие попытки получить задние мозговые нейроны, вероятно, не удались, потому что пытались превратить прогениторы переднего мозга в задний тип.
Команда успешно вывела моторные нейроны заднего мозга из плюрипотентных стволовых клеток, что стало первым таким достижением. Сравнительные анализы показали аналогичные разветвленные пути развития у видов, от зебrafишей и кур до желудочковых червей, что свидетельствует о древнем эволюционном расколе, который позже объединился пространственно, образуя единую структуру мозга.
Исследователи предполагают, что такая двойная архитектура происхождения могла способствовать эволюции высших функций в переднем мозге, одновременно сохраняя жизненно важные процессы в заднем мозге.