Посмертные изменения могут пролить свет на важные исследования мозга
В течение нескольких часов после смерти некоторые клетки человеческого мозга все еще активны. Согласно новым исследованиям Чикагского университета Иллинойса, некоторые клетки даже увеличивают свою активность и вырастают до гигантских размеров.
В недавно опубликованном исследовании в журнале Scientific Reports исследователи UIC проанализировали экспрессию генов в свежей мозговой ткани-которая была собрана во время обычной операции на головном мозге-в несколько раз после удаления, чтобы имитировать посмертный интервал и смерть. Они обнаружили, что экспрессия генов в некоторых клетках действительно увеличивается после смерти.
Как появляются "гены зомби"?
Эти "гены зомби"-те, что повышали экспрессию после посмертного интервала-были специфичны для одного типа клеток: воспалительных клеток, называемых глиальными клетками. Исследователи наблюдали, что глиальные клетки растут и прорастают длинными, похожими на руки отростками в течение многих часов после смерти.
"То, что глиальные клетки увеличиваются после смерти, не слишком удивительно, учитывая, что они воспалительны и их работа состоит в том, чтобы очистить вещи после травм мозга, таких как кислородное голодание или инсульт", - сказал доктор Джеффри Леб, профессор Джона С. Гарвина и руководитель отдела неврологии и реабилитации в Медицинском колледже UIC и соответствующий автор статьи.
Что важно, сказал Леб, так это последствия этого открытия-большинство исследований, которые используют посмертные ткани человеческого мозга для поиска методов лечения и потенциальных лекарств от таких расстройств, как аутизм, шизофрения и болезнь Альцгеймера, не учитывают посмертную экспрессию генов или клеточную активность.
"Большинство исследований предполагают, что все в мозге останавливается, когда сердце перестает биться, но это не так", - сказал Лоэб. "Наши результаты будут необходимы для интерпретации исследований тканей человеческого мозга. Мы просто до сих пор не определили количественно эти изменения."
Леб и его команда заметили, что глобальный паттерн экспрессии генов в свежей ткани мозга человека не соответствует ни одному из опубликованных отчетов о посмертной экспрессии генов мозга у людей без неврологических расстройств или у людей с широким спектром неврологических расстройств, начиная от аутизма и заканчивая болезнью Альцгеймера.
Эксперимент с имитацией смерти
"Мы решили провести эксперимент с имитацией смерти, изучив экспрессию всех человеческих генов в промежутках времени от 0 до 24 часов из большого блока недавно собранных тканей мозга, которым было разрешено сидеть при комнатной температуре, чтобы воспроизвести посмертный интервал", - сказал Леб.
Леб и его коллеги имеют особое преимущество, когда речь заходит об изучении мозговой ткани. Лоэб-директор нейрореспозиции UI, банка тканей человеческого мозга от пациентов с неврологическими расстройствами, которые согласились на то, чтобы ткани собирались и хранились для исследований либо после их смерти, либо во время стандартной операции по лечению таких расстройств, как эпилепсия. Например, во время некоторых операций по лечению эпилепсии эпилептическая мозговая ткань удаляется, чтобы помочь устранить припадки. Не все ткани необходимы для патологической диагностики, поэтому некоторые могут быть использованы для исследований. Именно эту ткань Леб и его коллеги проанализировали в своих исследованиях.
Они обнаружили, что около 80% анализируемых генов оставались относительно стабильными в течение 24 часов-их экспрессия не сильно изменилась. К ним относятся гены, часто называемые генами домашнего хозяйства, которые обеспечивают основные клеточные функции и обычно используются в научных исследованиях, чтобы показать качество ткани. Другая группа генов, которая, как известно, присутствует в нейронах и, как было показано, тесно связана с деятельностью человеческого мозга, такой как память, мышление и судорожная активность, быстро деградирует в течение нескольких часов после смерти. Эти гены важны для исследователей, изучающих такие расстройства, как шизофрения и болезнь Альцгеймера, сказал Леб.
Третья группа генов - "гены зомби" - увеличивала свою активность в то же время, когда нейрональные гены снижались. Картина посмертных изменений достигла своего пика примерно через 12 часов.
"Наши результаты не означают, что мы должны отказаться от программ исследования человеческих тканей, это просто означает, что исследователи должны учитывать эти генетические и клеточные изменения и максимально сократить посмертный интервал, чтобы уменьшить масштаб этих изменений",-сказал Леб. "Хорошая новость из наших открытий заключается в том, что теперь мы знаем, какие гены и типы клеток стабильны, какие деградируют, а какие увеличиваются с течением времени, так что результаты посмертных исследований мозга могут быть лучше поняты."
