A szemaforin jelátvitel szerepe a gerincvelő hátsó szarvának fejlődésében

A gerincvelő hátsó szarva az érzőinformációk első reléállomása. Fontos funkciója mellett magasan szervezett réteges szerkezete, idegsejtjeinek morfológiai és funkcionális heterogenitása ideális modell-rendszerré teszi morfogén molekulák jelátviteli folyamatainak tanulmányozására. A szemaforin molekulák az idegrendszer kialakulásában betöltött szerepének jelentőségét már számos tanulmány alátámasztotta. Gátló szerepüket először az idegsejtek axonjainak fejlődésében írták le, napjainkban pedig feltárták, hogy a dendritjeik fejlődésében és a migrációjukban is szerepet játszik. Ezek a hatások azonban rendkívül sejt és régió-specifikusak; egy adott régióban szerepük lehet gátló és serkentő is. A molekulacsalád közös, úgynevezett sema doménnal rendelkezik, az egyéb domének szerint pedig nyolc nagy csoportba osztható.
Munkánkban a szekretált Sema3 csoport tagjaival foglalkoztunk, mivel adatbázisokban való előzetes vizsgálatok során kiderült, hogy a Sema3A, a Sema3C és a Sema3F fejeződik ki az egérembrió gerincvelőben nagyobb mennyiségben. Ezek a megfigyelések felvetették, hogy vizsgáljuk meg a Sema3 receptorok kifejeződésének mintázatát, lehetséges szerepét a gerincvelő hátsó szarv kialakulása során.
A Sema3 receptorok – a többi szemaforin receptortól eltérően – heterokomplex szerkezetűek: plexin és neuropilin fehérjéből állnak. A megfigyeléseinket különböző életkorú egérembriók keresztmetszetein végzett kettős immunhisztokémiai vizsgálatok alapján végeztük. Az embriókban a különböző életkorú, így különböző differenciációs stádiumban levő idegsejteket bróm-dezoxiuridin (BrdU) beépüléses vizsgálattal és in utero elektroporációval tettük láthatóvá. A neuropilin 1 és plexin A2 kifejeződését sikerült kimutatni a gerincvelő hátsó szarvában. Ezek a receptorok már az egészen fiatal, egy-két napos még feltehetően migráló idegsejtekben is jelen voltak, és később fokozódott a kifejeződésük. Feltételezzük, hogy a gerincvelő hátsó szarvában a Sema3 jelátvitelét a neuropilin 1 és plexin A2 heterotetramer végzi. Fokozódó jelenlétük arra utal, hogy az idegsejtek nyúlványainak növekedésében illetve szinaptogenetikus folyamataiban játszhatnak szerepet.