Integriinisignalointi selkärankaisten keskushermoston aksoniregeneraatiossa

Abstract

Aksonit eli viejähaarakkeet ovat hermosolun solukalvon ulkonemia, jotka vievät neurotransmissiossa aktiopotentiaaleja poispäin hermosolun soomasta eli solukeskuksesta. Dendriitit eli tuojahaarakkeet puolestaan tuovat aktiopotentiaalin soomaan. Hermosolun rakenne on siis polaarinen. Selkärankaisten hermosto jaetaan ääreis- ja keskushermostoon. Ääreishermoston aksonit ovat usein keskushermoston aksoneita pidempiä, mutta niiden toiminta on pääpiirteisesti samanlaista. Siinä missä selkärankaisten ääreishermoston aksonit voivat uudelleenkasvaa eli regeneroitua hermovaurion jälkeen aksoniregeneraatioksi kutsutussa prosessissa, keskushermoston aksonit eivät regeneroidu, koska aksonin regeneraatiokapasiteetti menetetään. Integriinireseptorit ovat solukalvoreseptoreja, jotka ohjaavat aksonien kasvukartioita yksilönkehityksen aikana. Tämä ohjaus perustuu adhesiivisiin vuorovaikutuksiin, joissa integriinit muodostavat fyysisen liitoksen soluväliaineen molekyylin ja kasvukartion sytoskeletonin välille. Integriinin ja soluväliaineen molekyylin vuorovaikutuksesta aiheutuu erilaisia alavirran signalointitapahtumia, joista useat muokkaavat kasvukartion sytoskeletonin aktiinifilamenttien polymerisaatioastetta. Aktiinifilamenttien pidentyminen ja lyhentyminen aiheuttaa kasvukartion kääntymistä ja liikettä soluväliaineessa. Yksilönkehityksen aikana aksonin kasvupotentiaali on korkea sekä ääreis- että keskushermoston aksoneilla integriinireseptorien toiminnan ansiosta. Aikuisuudessa havaittu regeneraatiokapasiteetin menetys assosioituu integriinien menetykseen keskushermoston aksoneista. Integriinien merkitystä aksonien kasvussa ja regeneraatiossa korostaa se, että integriinisignaloinnin aktivaatio keskushermostossa edistää aksoniregeneraatiota, kun taas integriinien inaktivaatio soluväliaineen molekyyleillä kuten NogoA:lla tai aggrekaanilla inhiboi aksoniregeneraatiota.