Jak przebiega rozwój kory mózgowej?

Kora mózgowa odpowiada za wiele zdolności intelektualnych człowieka. Posiada skomplikowaną budowę, która przeszła liczne zmiany w toku ewolucji ludzkiego mózgu. – Uważa się, że ta ewolucja ukształtowała nasze zachowanie, zdolności poznawcze i sprawiła, że nasz gatunek jest tak wyjątkowy – twierdzi dr Tran Tuoc z Ruhr-Universität Bochum. Kora mózgowa ssaków zbudowana jest z sześciu warstw neuronalnych, które stanowią podstawową strukturę zdolności intelektualnych człowieka. Jej organizacja kryje w sobie niezwykłą różnorodność podtypów neuronów, które powstają z kolejnych podziałów neuronalnych komórek progenitorowych (NPCs). W ostatnich latach dokonał się ogromny postęp w kierunku zrozumienia procesów molekularnych, kontrolujących rozwój tych różnorodnych podtypów komórek. Proces fałdowania się oraz wzrost rozmiarów kory mózgowej odpowiada za rozwój ludzkiego mózgu i poprawę zdolności poznawczych. Potwierdza to fakt, iż w toku ewolucji zwiększa się zdolność proliferacyjna komórek w korze ssaków, która mogła zostać nabyta poprzez zmiany epigenetyczne. W ciągu ostatnich lat zidentyfikowano nowe typy komórek progenitorowych kory mózgowej, co dostarczyło lepszego wglądu w ewolucję ludzkiej kory. Badania te dowiodły m.in. większej niż wcześniej zakładano różnorodności korowych komórek macierzystych.

Regulacje epigenetyczne odpowiedzialne za rozwój kory mózgowej

Procesy profilowania transkrypcyjnego doprowadziły do zidentyfikowania szeregu czynników odpowiedzialnych za rozwój kory mózgowej. W tym celu wykorzystano nowoczesną spektrometrię mas (MS), opartą na profilowaniu epigenetycznym. Użyta technika pozwoliła na zidentyfikowanie acetylacji lizyny 9 histonu H3 (H3K9ac) jako kluczową regulację epigenetyczną. W badaniach przeprowadzonych na myszach zaobserwowano podwyższony poziom H3K9ac, co przyczyniło się do zwiększenia rozmiarów kory mózgowej oraz stopnia jej pofałdowania. Odkrycie to pokazuje wcześniej niezidentyfikowany mechanizm epigenetyczny regulujący rozwój kory. – Nasze badania wykazały, że to, co jest znane jako acetylacja histonu H3 lizyny 9 lub H3K9ac, jest niskie w mysich bazalnych komórkach progenitorowych, ale wysokie w komórkach ludzkich – dodaje dr Tran Tuoc. Manipulowanie acetylacją H3 w komórkach progenitorowych może wspomagać proces neurogenezy, co stanowi z kolei możliwość wykorzystania tego mechanizmu w leczeniu chorób neurodegeneracyjnych. Badania nad rozwojem subpopulacji neuronów kory mózgowej mogą zapewnić także wgląd w schorzenia, takie jak stwardnienie zanikowe boczne (ALS). Badania przedkliniczne nad modelem ALS wykazały rozległą degradację neuronów korowo-rdzeniowych oraz projekcyjnych, co zostało zidentyfikowane dzięki wykorzystaniu technik genetycznych.