This post is also available in: English (Angleščina) Slovenščina

Molekularni mehanizmi nastajanja sinaps so ena od osrednjih tem modernih nevrobioloških znanosti. Acetilholinesteraza (AChE) je encim, ki katalizira hidrolizo acetilholina in tako prekine holinergičen prenos signala v živčno-mišičnem stiku (ŽMS). Velika večina AChE je v tej sinapsi pričvrščena na bazalno lamino oz. membrano. Ta se nahaja med presinaptično membrano, ki je del živčnega končiča, in postsinaptično membrano, ki je del mišičnega vlakna. Ker poteka sinteza AChE tako v motoričnem nevronu kot v mišičnem vlaknu, je teoretično možno, da je izvor AChE tako v enem kot v drugem tkivu. Dosedanje raziskave močno podpirajo mišični izvor, a dopuščajo tudi možnost živčnega izvora AChE v ŽMS.

V tej nalogi smo preučevali izvor sinaptične AChE v zgodnejši fazi nastajanja sesalskega ŽMS v pogojih in vitro.

V preučevani zgodnji fazi razvoja ŽMS prispeva motorični nevron vsaj del AChE, ki jo najdemo v sinaptični špranji.

V poskusih smo uporabili in vitro sistem, v katerem smo človeške mišične cevčice gojili v kokulturi z eksplanti, izoliranimi iz podganje hrbtenjače. V teh kokulturah se med mišičnimi cevčicami in motoričnimi nevroni, ki izrastejo iz eksplantov, razvijejo visoko diferencirani ŽMS. Z uporabo vrstno specifičnih protiteles proti človeški in podganji AChE smo z imunofluorescenč no metodo ugotavljali, ali je sinaptična AChE človeškega (mišičnega) ali podganjega (živčnega) izvora. Vrstno specifičnost protiteles smo preverili z metodo Western blot. ŽMS smo identificirali s kombiniranjem faznokontrastne mikroskopije mišičnih in živčnih vlaken in flourescenčne mikroskopije skupkov acetilholinskih receptorjev. Slednje smo opazovali, prek vezave α-bungarotoksina, označenega z rodaminom.

Po barvanju človeške AChE smo dobili močan imunofluorescenčni signal na mestu ŽMS, kar kaže na visok delež mišične AChE v ŽMS. Signal v področju ŽMS smo dobili tudi po barvanju podganje AChE. To kaže, da je del AChE v opazovani fazi razvoja ŽMS vendarle prispeval tudi živec, vendar je ta delež, sodeč po intenziteti signala, manjši od prispevka mišice. Po kvantitativni oceni intenzitete signala je bil ta v primeru človeške AChE pozitiven v 62 %, v primeru podganje AChE pa le v 32 % od vseh opazovanih ŽMS.

Omenjeni rezultati potrjujejo našo hipotezo. Večina AChE v zgodnji fazi razvoja ŽMS je sicer mišičnega izvora, manjši delež pa prispeva tudi motorični nevron.