نگاهی دقیق تر به سلول هایی که به سختی قابل مشاهده هستند می تواند به سؤالات جدیدی در مورد آسیب عصبی و بهبودی پاسخ دهد

ویرایش شده توسط Swati Mestri، بررسی توسط Robert Egan

این مقاله با توجه به روند و سیاست های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

در زیر میکروسکوپ، میتوکندری‌های درون سلول‌های شوان انتهایی سالم، شبکه‌ای از شاخه‌های به هم پیوسته را تشکیل می‌دهند، با حلقه‌های کوچک دوناتی شکل که نزدیک جایی که سلول‌ها منشعب می‌شوند و شکافته می‌شوند، ظاهر می‌شوند.

اما دریافت این دیدگاه یک چالش است. سلول های ترمینال شوان - که به حفظ و ترمیم اتصالات بین اعصاب و ماهیچه ها کمک می کنند - می توانند از لحظه ای که از محیط طبیعی خود حذف می شوند، تغییر شکل دهند. این امر، مطالعه اجزای درون سلولی را همانطور که در بدن وجود دارد برای دانشمندان دشوار می کند.

تحقیقات جدید دانشگاه A&M تگزاس راهی برای دریافت این نگاه دقیق تر ارائه می دهد.

این مطالعه که در Journal of Visualized Experiments منتشر شده است، روشی را برای تصویربرداری و ارزیابی میتوکندری‌ها در سلول‌های پایانی شوان با حفظ ساختار طبیعی آنها تشریح می‌کند. این روش به محققان ابزار جدیدی برای بررسی چگونگی واکنش این سلول ها به آسیب عصبی، بیماری و بهبودی می دهد.

دکتر آرون مورتون، استادیار دپارتمان حرکت شناسی و مدیریت ورزشی تگزاس A&M می گوید: «اگر می خواهید به چیزهای درون آنها نگاهی بیندازید، همانطور که در بدن هستند، باید به نحوی آنها را بدون اینکه بدانند چیزی مختل شده است، تصویر کنید.

مورتون برای توضیح نقش سلول های شوان، اعصاب را با سیم های الکتریکی مقایسه می کند.

یک عصب مانند سیم مسی است که سیگنال را حمل می کند، در حالی که سلول های شوان مانند پوشش پلاستیکی اطراف آن عمل می کنند و عایق را فراهم می کنند. اما به سیم آسیب می زند و سلول های شوان کار متفاوتی را انجام می دهند.

مورتون گفت، پس از آسیب عصبی، سلول‌های شوان می‌توانند شکل خود را تغییر دهند و به ناحیه آسیب‌دیده حرکت کنند، جایی که به پاکسازی زباله‌ها و آزادسازی فاکتورهای رشد کمک می‌کنند. سلول‌ها سپس همانطور که مورتون آن را توصیف می‌کند، «دست را می‌گیرند» و مسیری را تشکیل می‌دهند که عصب در حال بازسازی را هدایت می‌کند.

سلول های پایانی شوان در محل اتصال عصبی عضلانی - نقطه ای که یک عصب با یک عضله ارتباط برقرار می کند - یافت می شود. مورتون گفت که معمولا شکل متمایزی دارند که تقریبا شبیه چوب شور است. اما هنگامی که آنها آسیب یا اختلال را احساس می کنند، می توانند آن ساختار را از دست بدهند، "به کره تبدیل شوند" و شروع به حرکت کنند.

این توانایی تبدیل شدن برای بهبودی مهم است. اما چالشی که محققان با آن روبرو هستند را نیز توضیح می‌دهد: ایجاد اختلال در سلول‌ها برای مشاهده دقیق‌تر می‌تواند ساختاری را که آنها سعی در مشاهده آن دارند تغییر دهد.

مورتون و همکارانش علاقه خاصی به میتوکندری های درون این سلول ها دارند.

میتوکندری ها همچنین شبکه های پویا را تشکیل می دهند که به هم متصل و جدا می شوند. شکل و سازمان آنها سرنخ هایی در مورد عملکرد آنها ارائه می دهد (استفاده از اکسیژن برای تولید انرژی). با توجه به عملکرد آنها به عنوان مصرف کننده اکسیژن، این همچنین اولین گزارش بررسی شده است که میتوکندری را به عنوان "ریه های سلول" توصیف می کند، که مورتون به عنوان راه موثرتری برای توصیف آنها پیشنهاد می کند.

مطالعه آن ساختار مشکل دیگری را ایجاد می کند. سلول های ترمینال شوان در عضله جاسازی شده اند که خود مملو از میتوکندری است. رنگی که میتوکندری ها را در داخل سلول های شوان نشان می دهد می تواند عضله های اطراف را نیز روشن کند.

محققان تکنیکی ابداع کردند که میتوکندری ها را در داخل سلول های شوان انتهایی قبل از اینکه رنگ به طور قابل توجهی در عضله اطراف پخش شود، برچسب گذاری می کند. سپس محققان به سرعت بافت را برای تصویربرداری آماده می کنند تا تغییرات در سلول ها به حداقل برسد.

برای نشان دادن آنچه که این روش می تواند آشکار کند، محققان آن را در بافت های سالم و دیستروفی به کار بردند.

در سلول‌های ترمینال شوان سالم، میتوکندری‌ها شبکه‌های به هم پیوسته‌ای با حلقه‌های کوچک و دونات‌شکل تشکیل دادند. در مدل دیستروفی، آن شبکه‌ها پراکنده‌تر بودند و آن پیکربندی‌ها را از دست داده بودند.

مورتون گفت: «وقتی همه خوشحال هستند، دست در دست هم می گیرند و مطالب را رد و بدل می کنند. وقتی عصبانی می شوند، همه از هم جدا می شوند و خود را نگه می دارند.»

مقایسه نشان داد که این تکنیک می‌تواند تفاوت‌ها را در سازمان میتوکندری بین سلول‌های شوان انتهایی سالم و دیستروفیک نشان دهد.

این توانایی می تواند به رفع شکاف بزرگ تری در درک دانشمندان از سلول های پایانی شوان کمک کند.

مورتون گفت، تحقیقات در مورد سلول های پایانی شوان از بسیاری از انواع سلول های دیگر عقب مانده است، تا حدی به این دلیل که دانشمندان ابزار لازم برای بررسی هر جنبه ای از آنها را در محیط طبیعی خود نداشته اند.

یکی از کاربردهای بالقوه مطالعه بیماری عصبی حرکتی است. تحقیقات قبلی سلول‌های شوان انتهایی را در اسکلروز جانبی آمیوتروفیک (ALS)، نوروپاتی دیابتی و آتروفی عضلانی نخاعی دخیل دانسته‌اند. مطالعه فعلی آن بیماری ها را بررسی نکرد، اما روش جدید می تواند روش دیگری را برای مطالعه آنچه در داخل این سلول ها اتفاق می افتد به محققان ارائه دهد.

آزمایشگاه مورتون همچنین قصد دارد از این تکنیک برای مطالعه آسیب عصبی استفاده کند، از جمله اینکه آیا یک ماده زیستی تجربی که سلامت میتوکندری را ارتقا می‌دهد می‌تواند بازیابی عصب را بهبود بخشد.

برای مورتون، این ارزش توسعه روشی جدید برای دیدن این سلول‌ها است: فرصت‌هایی برای پرسیدن سؤالاتی ایجاد می‌کند که محققان قبلا نمی‌توانستند به آنها پاسخ دهند.

مورتون می‌گوید: «وقتی ابزاری ایجاد می‌شود یا زمانی که روش جدیدی ساخته می‌شود، اغلب درها را به روی تحقیقات جدید باز می‌کند و دری را برای پاسخ‌های جدید باز می‌کند.

Aaron B. Morton et al., Methods for In situ Quantification of Mitochondrial Mourphology in Muscle and Terminal Schwann Cells of Mice, Journal of Visualized Experiments (2026). DOI: 10.3791/69732

اطلاعات مجله: Journal of Visualized Experiments

سواتی مستری دارای مدرک لیسانس در مهندسی الکترونیک است و از سال 2019 به عنوان ویرایشگر محتوا کار کرده است. او ویرایش اسناد تحقیقاتی در زمینه فناوری، مراقبت های بهداشتی و علم مواد را تجربه کرده است و علاقه خاصی به فناوری و فضا دارد. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →