Старение мозга и нейральные стволовые клетки

Наши мозги стареют так же, как и остальное тело, и по мере этого процесса наблюдается снижение производства новых нейронов. Однако исследователи обнаружили ключевой механизм, который может замедлить типичный возрастной спад в производстве нейронов.

Пассивация нейральных стволовых клеток

С возрастом нейральные стволовые клетки (НСК), которые превращаются в полноценных нейронов, становятся более пассивными – словно уходят на пенсию после долгой жизни. Это приводит к постепенному когнитивному упадку. Одной из основных причин, почему активность НСК уменьшается, является износ теломеров – защитных «колпачков» на концах ДНК. Теломеры укоротятся с каждым делением клетки, и со временем это нарушает её способность к росту и делению, что приводит к увеличению клеточной гибели.

Исследование Национального университета Сингапура

Недавнее исследование, проведённое командой из Национального университета Сингапура (NUS), глубже изучило эти механизмы, чтобы выяснить, каким образом можно восстановить истощённые НСК.

Ключ к регенерации нейральных стволовых клеток

Ухудшение регенерации нейральных стволовых клеток долгое время связывается с неврологическим старением, отмечает химический биолог Деррик Сек Тонг Онг из NUS. Недостаточная регенерация НСК мешает образованию новых клеток, необходимых для поддержания функций обучения и памяти.

Роль белка DMTF1

Исследование продемонстрировало, что, хотя нарушения в регенерации НСК могут быть частично восстановлены, основные механизмы этого процесса остаются плохо понятыми. В ходе экспериментов с человеческими НСК в лаборатории и модели на мышах исследователи выделили белок, называемый фактом транскрипции DMTF1, который играет важную роль в активации НСК.

Влияние DMTF1 на нейронное производство

DMTF1 не является новым, но его влияние на НСК только начало изучаться. Команда обнаружила, что этот белок более выражен в молодом и здоровом мозге, и добавление DMTF1 способствовало росту и делению НСК – что потенциально может восстановить естественное производство нейронов, характерное для молодого мозга.

Обходные пути DMTF1

Интересно, что, хотя укороченные теломеры действительно способствовали снижению уровня DMTF1, его искусственное увеличение в клетках не повлияло на длину теломеров – это предполагает, что DMTF1 находит обходные пути для своей активности.

Активация «помощников»

Конкретно DMTF1 активирует два «помощника» – гены Arid2 и Ss18, которые способствуют росту клеток, активируя другие гены, ответственные за восстановление биологического цикла, в котором создаются нейроны.

Перспективы будущих исследований

Понимание этого процесса на таком базовом уровне открывает перспективы контроля над ним – возможно, через методы лечения, способствующие росту нейронов, несмотря на возраст.

Важность DMTF1 в неврологическом старении

Наши результаты предполагают, что DMTF1 может способствовать размножению нейральных стволовых клеток при неврологическом старении, добавляет нейробиолог Лянь Яцзин из NUS. Это значительное открытие, однако не стоит торопиться: результаты основаны на лабораторных экспериментах и моделях на мышах, и необходимость в дополнительных доказательствах увеличения производства нейронов остаётся актуальной.

Следующие шаги в исследованиях

Теперь, когда этот механизм был идентифицирован, будущие исследования могут развивать накопленные данные. Возможна манипуляция DMTF1, которая потенциально может обратить некоторые последствия старения мозга, но это ещё предстоит выяснить.

Анализ DMTF1 и функции мозга

Следующими шагами может стать более глубокий анализ того, как DMTF1 может быть использован для восстановления активности НСК и, возможно, улучшения функций обучения и памяти. Это требует тщательной проверки, начиная с исследований на животных, поскольку DMTF1 связывается с ростом клеток, и избыточное размножение может привести к образованию опухолей.

Влияние на понимание старения мозга

Это исследование добавляется к растущей базе данных, изучающей, как стареет мозг, и как можно замедлить, остановить или обратить некоторые его аспекты. Питание и физическая активность, безусловно, играют важную роль, однако интерес к методам, позволяющим омолодить стареющие клетки мозга, остаётся сильным, несмотря на отдалённые перспективы.

Заключение

Стареющий мозг становится более уязвимым к когнитивным проблемам, заболеваниям и деменции. Хотя данное исследование не акцентировалось на этих вопросах, оно, безусловно, приносит вклад в понимание нормального старения мозга. Понимание механизмов регенерации нейральных стволовых клеток создаёт более прочную основу для изучения когнитивного упадка, связанного с возрастом, подчеркивает Онг.