Мыши несут белковый маркер, степень флуоресценции которого изменяется в ответ на различные уровни кальция. Это позволит по-новому изучить многие типы клеток, включая клетки, называемые астроцитами и микроглией.
«Это открывает возможность понять, как работает мозг», – сказал Петр Тврдик, Ph.D., научный сотрудник в области генетики человека и старший автор исследования.
Исследование было опубликовано в августе. 14 ноября 2014 г., в ведущем мировом неврологическом журнале Neuron. Работа является результатом трехлетнего исследования с участием нескольких лабораторий, связанных с Институтом мозга при Университете Юты.
Ведущий автор – J. Майкл Джи, получивший в университете степень доктора медицины и аспирантуру в области биоинженерии.
«Мы действительно живем в эпоху командной науки», – сказал Джон Уайт, доктор философии.D., профессор биоинженерии, исполнительный директор Института мозга и автор-корреспондент исследования.
С новой линией мышей ученые могут использовать лазерный флуоресцентный микроскоп для изучения индикатора кальция в глиальных клетках живой мыши, когда мышь находится под наркозом или бодрствует. Кальций изучается, потому что это важная сигнальная молекула в организме, которая может показать, насколько хорошо работает мозг.
Используя этот метод, ученые, по сути, создают окно в рабочий мозг для изучения взаимодействия между нейронами, астроцитами и микроглией.
«Мы считаем, что это даст нам новое понимание методов лечения эпилепсии и новые взгляды на то, как работает иммунная система мозга», – сказал Уайт.
Около одной трети из 3 миллионов американцев, страдающих эпилепсией, не имеют адекватного лечения, чтобы справиться с этим заболеванием.
Описывая давнее сотрудничество с коллегой-исследователем из университета и профессором фармакологии и токсикологии Карен Уилкокс, Ph.D., Уайт сказал: «Мы считаем, что глиальные клетки не работают при эпилепсии.
Мы пытаемся выяснить, каким образом астроциты участвуют в заболевании."
Ожидается, что это исследование приведет к появлению новых классов лекарств.
Возможность отслеживать изменения кальция в клетках микроглии также откроет возможность изучения воспалительных заболеваний головного мозга.
По словам ученых, каждое неврологическое заболевание, включая рассеянный склероз и болезнь Альцгеймера, включает в себя компоненты воспаления.
«Живое изображение и мониторинг активности микроглии в ответ на воспаление раньше были невозможны», – сказал Тврдик.
В прошлом исследователи изучали посмертные ткани или полагались на инвазивные методы с использованием синтетических красителей.