Дослідники використовували технологію молекулярної візуалізації, щоб підтвердити роль вітаміну D в ранньому розвитку клітин головного мозку.
Дослідники використовували технологію молекулярної візуалізації, щоб підтвердити вирішальну роль материнського рівня вітаміну D в розвитку клітин мозку, що виробляють дофамін, хімічну речовина, що забезпечує гарне самопочуття. Це відкриття забезпечує краще розуміння механізмів, які лежать в основі порушень розвитку нервової системи, таких як шизофренія.
Група дослідників з Інституту мозку Квінслендської університету спиралася на минулі дослідження, щоб більш ретельно вивчити зв’язок між вітаміном D, дофамінергічними нейронами і шизофренією за допомогою технології молекулярної візуалізації.
Вчені створили дофаміноподібні нейрони, щоб відтворити процес диференціювання, який відбувається під час розвитку ембріона. Нейрони культивували з гормоном кальцитриолом і без нього. Вітамін D, який поступив з їжею, неактивний до тих пір, поки не піддається двом ферментативним реакціям в організмі, друга з яких відбувається в нирках, де він перетворюється в кальцитриол, активну форму вітаміну D. Кальцитриол зв’язується з рецептором вітаміну D і активує його в клітині.
Дослідники виявили, що вітамін D впливає не тільки на диференціювання клітин, але і на структуру нейронів.
Під механізмами він має на увазі нейрити, відростки, які виростають з тіла клітини нейрона. Вони необхідні для відправки та отримання сигналів від інших частин нервової системи. Дослідники виявили, що кількість нейритів помітно збільшилася, і всередині них змінився розподіл білків, відповідальних за вивільнення дофаміну.
- Генетики знайшли причини розвитку раку крові
- Тромбоцити відновили когнітивні здібності старіння мозку
- Виключення печінки та кишечника з перепрограмування клітин підвищило його безпеку
Використовуючи новий інструмент візуалізації — false fluorescent neurotransmitters (FFN), дослідники проаналізували, як змінювалося поглинання і вивільнення дофаміну в присутність або за відсутності кальцитриолу. FFN є низькомолекулярні барвники, які точно імітують дію нейротрансмітера, такого як дофамін. Вони дозволяють візуалізувати як зберігання, так і вивільнення одиночних молекул в нервових закінченнях.
Вони виявили, що в порівнянні з контролем викид дофаміну був посилений в нейронах, вирощених в присутності кальцитриолу. «Це переконливий доказ того, що вітамін D впливає на структурну диференціацію дофамінергічних нейронів», — пишуть вчені.
Використання FFN для націлювання і спостереження за окремими молекулами дофаміну означало, що дослідники змогли підтвердити гіпотезу про те, що рівні вітаміну D під час розвитку впливають на формування нейронів, продукують дофамін. Вони вважають, що ранні зміни в диференціювання і функції дофамінових нейронів можуть привести до дисфункції дофаміну, що спостерігається при шизофренії у дорослих.
Дослідники планують з’ясувати, чи впливають інші фактори ризику шизофренії з навколишнього середовища, такі як низький рівень кисню або інфекція під час вагітності, на розвиток дофамінових нейронів.