Ученые создали химерную мышь с мозгом крысы

Прошло уже 10-20 миллионов лет самостоятельной эволюции мышей и крыс, что привело к формированию различий между этими грызунами, включая различия в строении мозга.

Фото: commons.wikimedia.org by Rasbak is licensed under Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported

Тем не менее авторы последнего исследования в журнале Cell смогли создать мышь, в которую были введены крысиные стволовые клетки на стадии зародыша. Эти клетки успешно прижились, начали функционировать вместе с нейронами мыши и даже замещать их функции при повреждении мозга.

В течение многих веков люди пытались породить химерических существ из разных видов, но каждый раз сталкивались с неудачами. Однако современные методы генетики сделали это возможным. Исследователи, опубликовавшие новую статью в журнале Cell, смогли создать гибридную версию самого сложного органа — головного мозга, сочетая в себе клетки мыши и крысы.

Мыши и крысы — два из самых распространенных объектов исследований биологов. У них существуют существенные различия, включая строение и функционирование мозга, обусловленные миллионами лет независимой эволюции. Например, крысы крупнее по размеру и обладают более развитым обонянием.

В эксперименте была использована трансплантация плюрипотентных стволовых клеток — один из наиболее перспективных методов лечения различных заболеваний. Тем не менее, этот метод не лишен рисков и требует дальнейшего изучения. Поэтому ученые решили выяснить, как будут вести себя чужеродные клетки в организме другого вида, внедрив материал из крыс в мышиных зародышей на ранних стадиях развития (бластоцистах).

Одной из основных трудностей в создании гибридного мозга мыши и крысы являются различия в развитии органа у обоих грызунов. Например, мозг крысы крупнее с более толстой корой, и эмбриональное развитие этого органа на несколько дней отличается от мышиного. Тем не менее опыты были успешными: стволовые клетки крысы выжили, превратились в нервные клетки и интегрировались в нейронные сети мозга вместе с клетками мыши. Даже возникли "гибридные синапсы" — связи между нейронами разных видов.

Крысинные клетки широко распространились по гибридному мозгу, их доля в различных областях составляла от 0,01 до примерно 87 процентов. Однако их распределение, отображенное с помощью специального флуоресцентного маркера, оказалось неоднородным и заметно различалось в правом и левом полушариях.

Далее ученые проверили способность крысинных клеток выполнять функции нейронов мыши. Для этого они блокировали или уничтожали области мозга мыши, отвечающие за обоняние, используя избирательный токсин. Это воздействие не повлияло на клетки крысы, что свидетельствует о хорошей интеграции чужеродных клеток в нервные цепи мозга. Обнаружено, что "гибридные" мыши почти полностью восстановили потерянные функции обоняния, что было подтверждено экспериментом по поиску спрятанного печенья.

Эти новые результаты проливают свет на поведение стволовых клеток в организме другого вида и могут быть полезны для развития регенеративной медицины и трансплантологии