Neural Stem Cells & Adult Neurogenesis for Thai Youth
เซลล์ต้นกำเนิดประสาทสำหรับเยาวชนไทย
กระบวนการสร้างเซลล์ประสาทใหม่
กระบวนการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ (Adult neurogenesis) เป็นกระบวนการ (process) ที่ประกอบไปด้วยขั้นตอนหรือเหตุการณ์ (events) ที่เกิดขึ้นหลายองค์ประกอบย่อยๆ การศึกษากระบวนการเกิดใหม่ของเซลล์ประสาทจึงจำเป็นต้องจำกัดขอบเขตการศึกษาให้แน่ชัดถึงขั้นตอนที่จำเพาะนั้นๆ ในสมองของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมรวมทั้งมนุษย์มีบริเวณที่เป็นแหล่งสร้างเซลล์ประสาทอยู่อย่างน้อยสองบริเวณ คือ
- ชั้น subventricular zone (SVZ) ของโพรงสมองส่วนข้างที่เรียกว่า lateral ventricles
- ชั้น subgranular zone (SGZ) ของสมองส่วนเดนเตตไจรัส (dentate gyrus)
กระบวนการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ในสองบริเวณดังกล่าวมีความแตกต่างกัน ซึ่งบริเวณที่อยู่ "บ้านของเซลล์ต้นกำเนิดประสาท" (neural stem cell niche) ซึ่งเป็นบริเวณเล็กๆ ที่ประกอบไปด้วยสิ่งแวดล้อมข้างๆ เซลล์ที่เหมาะสมต่อการทำหน้าซึ่งเรียกว่า microenvironment
โดยทั่วไปบ้านของเซลล์ต้นกำเนิดประสาทประกอบไปด้วยองค์ประกอบย่อย (niche componemts) ดังต่อไปนี้
- เซลล์ต้นกำเนิดประสาทและลูกหลาน (neural stem/progenitor cells)
- เซลล์แอสโทรไซต์ (astrocyte)
- เซลล์เอนโธเลียม (endothelial cells)
- เซลล์อีเพ็นไดมาล (ependymal cells) ของโพรงสมอง (ventricles) ที่บรรจุน้ำเลี้ยงสมองและไขสันหลัง (cerebrospinal fluid)
- เซลล์ประสาทที่โตเต็มที่แล้ว (mature neurones)
- เยื่อบุฐานราก (basement membranes) ซึ่งเป็นส่วนของสารประกอบนอกเซลล์ที่เรียกว่า extracellular matrix
การจัดระเบียบบ้านของเซลล์ต้นกำเนิดประสาทในสองบริเวณมีความแตกต่างกันพอสมควร เนื้อหาต่อไปนี้จึงขอกล่าวถึงการจัดระเบียบบ้านของเซลล์ต้นกำเนิด "SVZ" และ "SGZ" แยกออกจากกันพอสังเขปดังต่อไปนี้
ภาพแสดงโพรงสมองส่วนข้าง (lateral ventricles) ของมนุษย์ซึ่งชั้นที่เป็นที่อยู่ของเซลล์ต้นกำเนิดประสาทคือsubventricular zone (SVZ)
ภาพแสดงกายวิภาคศาสตร์ของ subventricular zone (SVZ) ของมนุษย์ (Curtis et al, 2007)
ภาพแสดงกายวิภาคศาสตร์ของระบบ SVZ-RMS system ในหนู
การเดินทางของเซลล์ประสาทขั้นต้น (neuroblasts) หรือที่เรียกว่า type A cells โดยในภาพคือเซลล์ที่มีสีม่วง ที่ออกเดินทางจาก SVZ เซลล์ประสาทขั้นต้นเดินทางเกาะกันเป็นสายโซ่ (chain migration) ในช่องขนาดเล็กที่เรียกว่า rostal migratory system (RMS) เพื่อไปยังออลแฟกตอรีบัลบ์ (olfactory bulb; OB) ขบวนเซลล์ประสาทขั้นต้นดังกล่าวนี้ยังถูกห้อมล้อมในลักษณะที่เป็นปลอกโดยกลุ่มเซลล์ชนิดบี (type B cells) ซึ่งก็คือเซลล์แอสโทรไซต์ที่ทำหน้าที่เป็นเซลล์ต้นกำเนิดประสาทที่ SVZ (ในภาพคือเซลล์ที่มีสีเขียว) เซลล์ประสาทตั้นต้นมีการพัฒนาไปเป็นเซลล์ประสาทที่สมบูรณ์เพื่อทำหน้าที่ใน OB ซึ่งได้แก่
- granule interneurones
- periglomerular interneurones
โดยทั่วไปกระบวนการสร้างเซลล์ประสาทใหม่อาจแบ่งออกเป็นระยะย่อย ๆ (phases) ตามลำดับได้ดังนี้
- Precursor cell phase
- Early survival phase
- Postmitotic maturation phase
- Late survival phase
อย่างไรก็ตาม หากพิจารณาถึงเหตุการณ์ย่อย ๆ ที่เกิดขึ้นในแต่ละระยะก็อาจแบ่งการศึกษาได้ดังนี้
ในปัจจุบันยังไม่มีโปรตีนบ่งชี้ (protein markers) ชนิดใดที่จำเพาะและสามารถระบุชนิดของเซลล์ได้ กล่าวคือ เรายังไม่สามารถระบุความแตกต่างระหว่าง neural stem cells และ neural progenitor cells ได้อย่างแม่นยำ โปรตีนที่ใช้ตรวจจับในปัจจุบัน เช่น Nestin หรือ GFAP จึงเพียงชี้นำอย่างคร่าวๆ ว่าอาจเป็นเซลล์ต้นกำเนิดประสาท (neural stem cells) หรือเซลล์ตั้งต้นประสาท (neural progenitor cells) จึงเรียกเป็นคำรวมว่า neural stem/progenitor cells หรือในบางกรณีอาจมีผู้ใช้คำรวมว่า neural precursor cells
ดังที่ได้กล่าวไว้ในบทที่สองเรื่อง Developmental Biology เซลล์ต้นกำเนิดประสาทจะแบ่งตัวให้เซลล์ตั้นต้นประสาทและเซลล์ในระบบประสาท ซึ่งได้แก่ เซลล์ประสาท เซลล์แอสโทรไซต์ และเซลล์โอลิโอเดนโดรไซต์ กระบวนการกำหนดชนิดของเซลล์ที่จำเพาะมีปัจจัยต่างๆ ควบคุมอย่างรัดกุม นอกจากนี้ยังพบว่าปัจจัยภายนอก เช่น อาหาร ยา และสารชีวภาพ อาจมีผลต่อกระบวนการกำหนดชนิดของเซลล์ในสมอง
