혈류가 생체 내에서 재생된 뉴런의 놀이터 토토 사이트을 촉진하는 메커니즘의 해명

나고야 시립 대학 대학원 신경 과학 연구소 사와모토 가즈노부 교수(생리 과학 연구소 겸임) 오기노 특임 조교수 다카시(현 후지타 보건 대학)와 사이토 아카리 연구팀이 국립 생리학 연구소, 시가 의과 대학, 발렌시아 대학의 연구자와 협력하여 발견 성인의 뇌에서 생성된 새로운 뉴런(주 1)은 혈류가 많은 혈관을 따라 놀이터 토토 사이트하는 경향이 있으며, 그 결과 혈액 공급이 풍부한 부위에서 뉴런 재생이 일어난다는 것입니다
또한 혈류량이 적은 혈관에 비해 혈류량이 많은 혈관에서 새로운 신경세포의 놀이터 토토 사이트이 촉진된다는 사실을 발견했으며, 단식 시 위에서 생성되는 말초 호르몬인 그렐린이 혈액에서 뇌로 운반되어 새로운 신경세포의 놀이터 토토 사이트을 촉진한다는 사실도 밝혀냈습니다
이 연구는 몸 전체에 정보를 전달하고 생활 환경에 따라 변동하는 혈류가 뇌에서 국소적으로 발생하는 신경 재생을 제어하는 글로벌 규제 메커니즘의 존재를 시사합니다 또한, 이 메커니즘을 인간의 뇌 손상 후 치료에 적용하면 혈류를 통해 신경 재생을 촉진하는 새로운 의학적 접근이 가능해질 수 있습니다

・우리는 새로운 뉴런이 혈류가 많은 혈관을 따라 놀이터 토토 사이트하는 경향이 있으며, 그 결과 혈액 공급이 풍부한 지역에 정착하는 경향이 있음을 발견했습니다
・혈류가 많은 혈관에서는 새로 태어난 뉴런의 놀이터 토토 사이트 속도가 증가하고, 혈류를 억제하여 놀이터 토토 사이트 속도가 감소하는 것을 발견했습니다
・우리는 단식 중에 혈액 내 농도가 증가하는 그렐린이 세포 내 액틴 세포골격(주 2)의 수축을 활성화하여 새로운 뉴런의 놀이터 토토 사이트을 촉진한다는 것을 발견했습니다

생쥐와 같은 포유류의 경우 출생 후 대부분의 뇌 영역에서 새로운 뉴런의 생성이 중단되지만, 성인이 되어도 뇌실하대 및 해마와 같은 일부 영역에서는 새로운 뉴런(새로운 뉴런)이 계속 생성됩니다 생쥐의 뇌실하대에서 생성된 새로운 뉴런은 후각 정보를 제어하는 ​​후각 망울로 놀이터 토토 사이트하여 성숙하고 신경 활동을 담당하게 됩니다
후각 망울에서는 세포 사멸로 인해 오래된 뉴런이 손실되지만 생리학적 조건 하에서 새로운 뉴런을 지속적으로 공급함으로써 '뉴런 재생'이 발생합니다
지금까지는 신생 뉴런이 뇌 내 혈관을 따라 놀이터 토토 사이트하는 것으로 알려져 있었습니다 그러나 살아있는 동물의 심뇌를 관찰하는 것이 어려웠기 때문에 혈관을 통해 흐르는 혈액이 새로 태어난 뉴런의 놀이터 토토 사이트에 어떤 영향을 미치는지는 명확하지 않았습니다
이 연구에서 우리는 특수한 2광자 현미경(참고 3)을 사용하여 깊은 뇌를 관찰하고 살아있는 쥐의 뇌 내에서 새로운 뉴런의 놀이터 토토 사이트과 혈류의 역학을 분석했습니다 또한 초고해상도 영상을 통해 세포 내 미세한 변화를 포착해 혈액인자 그렐린의 효과를 자세히 조사했다

이 연구에서는 먼저 2광자 현미경을 사용하여 심부 생체 내 이미징을 수행하여 미성숙 신생아 뉴런의 놀이터 토토 사이트과 혈류 사이의 관계를 조사했습니다 그 결과, 혈류가 적은 혈관에 비해 혈류가 많은 혈관 근처에 미성숙한 신생 뉴런이 더 많이 존재하고, 이러한 혈관을 따라 놀이터 토토 사이트한 결과 혈류가 풍부한 부위에서 성숙되는 것으로 나타났다
새로운 뉴런의 놀이터 토토 사이트 속도는 혈류가 많은 혈관 근처에서 증가하며, 이는 혈류가 새로운 뉴런의 놀이터 토토 사이트을 촉진한다는 것을 의미합니다 따라서 새로 태어난 뉴런의 놀이터 토토 사이트이 실제로 혈류에 의존하는지 알아보기 위해 광혈전증 형성을 이용하여 단일 혈관 수준에서 혈류를 억제하는 실험을 수행했습니다(참고 4) 새로 태어난 뉴런이 놀이터 토토 사이트하는 혈관의 혈류를 억제하면 새로 태어난 뉴런의 놀이터 토토 사이트 속도가 감소했는데(아래 그림 A), 이는 새로 태어난 뉴런의 놀이터 토토 사이트이 혈류에 의존한다는 것을 나타냅니다
위에서 볼 때 혈액에는 일종의 이주 촉진 인자가 포함되어 있을 수 있다고 생각되었습니다 본 연구에서는 과거 보고를 바탕으로 단식 중에 위에서 생성되는 말초 호르몬인 그렐린에 중점을 두었습니다 형광 표지된 그렐린을 혈액에 투여하고 뇌로의 수송을 조사한 결과, 혈액유래 그렐린의 뇌로의 수송이 혈류량이 많은 혈관에서 활성화되는 것으로 밝혀졌습니다
그렐린이 신생 뉴런의 놀이터 토토 사이트에 미치는 영향을 조사하기 위해, 놀이터 토토 사이트하는 신생 뉴런의 배양 배지에 그렐린을 첨가했습니다 그 결과, 신생 뉴런의 놀이터 토토 사이트이 촉진되었는데, 이는 그렐린이 신생 뉴런에 직접 작용하여 놀이터 토토 사이트을 촉진한다는 것을 나타냅니다
다음으로 그렐린이 어떻게 새로운 뉴런의 놀이터 토토 사이트을 촉진하는지 조사하기 위해 우리는 놀이터 토토 사이트하면서 세포 내에서 수축하는 액틴 골격에 초점을 맞췄습니다 활성화된 액틴을 영상화함으로써 우리는 그렐린의 첨가가 신생 뉴런의 세포체 뒤쪽에 있는 액틴 골격의 수축을 활성화한다는 것을 발견했습니다 이는 혈액에 공급된 그렐린이 액틴 세포골격을 조절해 신생 뉴런의 놀이터 토토 사이트을 촉진한다는 것을 의미한다
위의 결과는 새로운 뉴런이 혈류가 많은 혈관을 따라 놀이터 토토 사이트하는 경향이 있으며, 그 결과 혈류가 풍부한 부위에서 뉴런 재생이 일어나는 것으로 나타났습니다 또한, 이 효과의 일부는 단식 중에 혈액 내 양이 증가하는 그렐린에 의해 매개되는 것으로 제안되었습니다(아래 그림 B)

우리는 이전에 신생 뉴런이 혈관을 따라 놀이터 토토 사이트하는 메커니즘을 연구한 적이 있습니다(Yamashita et al, J Neurosci, 2006; Kojima et al, Stem Cells, 2010; Fujioka et al, EBioMedicine, 2017) 이번 연구의 연장선으로 혈관을 흐르는 혈액의 역할이 처음으로 밝혀졌습니다
성인 뇌의 뉴런 재생은 뇌의 제한된 영역에서만 발생하는 국소적 사건이지만, 혈류가 몸 전체를 순환하여 정보가 신체의 다양한 조직과 기관에 전달될 수 있습니다 동시에 혈류는 유기체의 생활 환경을 반영하며, 쥐가 음식을 거의 먹지 않으면 혈액 내 그렐린의 양이 증가합니다 이 메커니즘을 통해 그렐린은 단식 조건에서 후각 망울의 신경 재생을 활성화하여 후각 기능을 향상시키고 생쥐가 기아 환경에 적응하는 데 도움이 될 수 있습니다 혈류에 따른 신경세포 놀이터 토토 사이트 조절 메커니즘은 국소 신경세포 재생이 전신의 생리적 상태와 외부 생활환경을 감지하고 조절하기 때문에 중요한 것으로 간주된다
뇌경색 및 뇌 손상과 관련된 신경 손실은 심각한 후유증을 유발하므로 이에 대한 치료법 개발은 중요한 의학적 문제입니다 한 가지 전략은 손상된 부위에서 손실된 뉴런을 재생하는 것이지만 재생 효율은 의료 환경에 적용할 만큼 높지 않습니다 본 연구에서 밝혀진 메커니즘은 이러한 목적을 위한 치료적 개입을 시행하는 데 효과적일 것으로 기대됩니다 재활과 식이 변화는 뇌혈류를 촉진하고 신경 재생에 기여하는 인자를 뇌 손상 부위에 공급함으로써 효과적인 치료를 촉진할 수 있습니다

참고 1 새로운 뉴런
놀이터 토토 사이트 능력을 갖춘 미성숙 뉴런은 성체 쥐의 뇌실하대에 존재하는 신경 줄기 세포에서 생성됩니다 후각 구근으로 놀이터 토토 사이트한 후 놀이터 토토 사이트을 멈추고 성숙한 뉴런으로 분화됩니다
참고 2 액틴 세포골격
액틴 분자의 중합에 의해 형성된 섬유질 단백질 집합체로 세포 내에서 동적으로 재구성되어 세포 형태학적 변화와 움직임을 제어합니다
참고 3 2광자 현미경
관찰을 위해 일반 형광현미경보다 파장이 긴 레이저를 사용하면 레이저 빛이 조직을 통과하는 데 따른 간섭이 적고 더 깊은 층에 도달할 수 있습니다 관찰 대상에 2광자 여기를 발생시켜 관찰 가능한 형광을 방출합니다
참고 4 광혈전증 형성 방법
감광성 염료인 로즈 벵갈을 혈액에 투여하고 특정 파장의 빛을 조사하면 로즈 벵갈이 반응하여 혈관 내에 혈전을 형성합니다

이 연구는 일본 의학 연구 개발청(AMED)의 혁신적인 첨단 연구 개발 지원 프로젝트(AMED-CREST)의 일환으로, "생물 조직의 적응 및 복구 메커니즘에 대한 시공간 분석을 통해 생명 현상을 이해하고 의료 기술 종자 창출" 연구 개발 프로젝트의 일부입니다 신경 놀이터 토토 사이트으로 인해 손상된 뇌의 적응 및 복구 메커니즘과 그 조작 기술''(연구 개발 대표: 사와모토 카즈노부)이 일본 과학 진흥회(JSPS) 연구 센터 형성 프로젝트-A 첨단 센터 형성 유형 연구 프로젝트 '국제 신경 발생 연구 센터' 등의 지원을 받았습니다

[논문 제목]
신경 놀이터 토토 사이트은 성인 뇌의 혈류에 따라 달라집니다

[저자]
21488_21654
1: 나고야 시립대학교 의과대학 대학원 신경과학연구소 신경발달 및 재생의학과
2: 국립 자연 과학 연구소, 국립 생리 과학 연구소, 신경 발달 및 재생 메커니즘부
3: 국립 자연 과학 연구소, 국립 생리 과학 연구소, 항상성 및 발달부
4: 발렌시아 대학교 CIBERNED-ISCIII 생물다양성 및 진화생물학 연구소 Cavanilles 비교 신경생물학 연구소
5: 발렌시아 대학교 CIBERNED-ISCIII 세포 생물학, 기능 생물학 및 신체 인류학과
6: 미국 국립 보건원(National Institutes of Health), 국립 심장, 폐 및 혈액 연구소, 줄기 세포 및 신경 혈관 생물학 연구소, 세포 및 발달 생물학 센터, Bethesda, MD 20892, USA
7: 시가 의과대학 동물생명과학연구센터 줄기세포 인간 질병 모델 연구부

a: 공동 저자
b: 교신저자

[학술지 출판]
학술지명: eLife
DOI 번호: https://doiorg/107554/eLife995021