Ученые нашли в мозгу клетки управляющие старением организма

нервные стволовые клетки

Американские ученые обнаружили в мозге мышей клетки, которые управляют скоростью старения организма. Результаты работы опубликованы в журнале Nature.

Как было многократно показано, нервная система принимает активное участие в регуляции процесса старения, причем основную роль в этом играет гипоталамус — отдел мозга, который связывает нервную и эндокринную регуляцию биологических процессов, регулирует обмен веществ и имеет ряд других важных функций. Тем не менее, конкретные клеточные механизмы регуляции старения изучены не были.





Сотрудники Медицинского колледжа имени Альберта Эйнштейна предположили, что в этом процессе могут учавствовать нервные стволовые клетки (НСК), которые отвечают за рост ткани мозга (нейрогенез) у взрослых. Поводом для такого предположения стало то, что снижение нейрогенеза в некоторых областях мозга зачастую зависит с началом различных возрастных изменений.

По характерным маркерам — фактору транскрипции Sox2 и ядерному белку Bmi1 — исследователи обнаружили НСК в медиобазальной области гипоталамуса молодых мышей. Эксперимент показал, что количество этих клеток начинает снижаться у животных среднего возраста (11—16 месяцев) и уменьшается практически до нуля в старости (22 и более месяца).

Когда ученые с помощью специально подготовленного вируса избирательно уничтожили 70 процентов гипоталамических НСК у мышей среднего возраста, животные начали быстро стареть (это проявлялось физиологическими, гистологическими и когнитивными нарушениями) и умерли значительно раньше положенного срока.

На следующем этапе экспериментов исследователи ввели в медобазальную область гипоталамуса мышей среднего возраста НСК новорожденных животных, модифицированные так, чтобы предохранить их от гибели в результате воспаления при пересадке. Через шесть недель у мышей повысилась работоспособность мышечной ткани, улучшились координация движений и когнитивные функции. Эти эффекты стали еще более заметными спустя четыре месяца после вмешательства. Контрольные инъекции других клеток — астроцитов или мезенхимальных стволовых клеток — таким эффектом не обладали.

Чтобы выяснить, как именно гипоталамические НСК регулируют возрастные процессы , ученые проанализировали производимые ими биологически активные молекулы. Оказалось, что эти клетки выделяют в цереброспинальную жидкость экзосомы («пузырьки», заключенные в липидную мембрану) с более чем 20 разновидностями микроРНК. Этот тип РНК не принимает непосредственного участия в синтезе белка, а служит регулятором экспрессии генов.

Ученые выделили экзосомы с микроРНК и вводили их в спинномозговую жидкость обычных мышей среднего возраста и их ровесников с частично уничтоженными гипоталамическими НСК. В обоих случаях признаки старения развивались значительно медленнее, чем при инъекциях плацебо, что свидетельствует о роли обнаруженных микроРНК в регуляции возрастных изменений.

В дальнейших исследованиях авторы работы планируют уточнить структуру и конкретные функции микроРНК гипоталамических НСК, а также проанализировать другие молекулярные продукты этих клеток, которые также могут участвовать в регуляции старения.

Вопросами контроля возрастных изменений и замедления старения занимаются многие научные коллективы. В экспериментах на животных удалось достичь значительных успехов в этой области путем ограничения потребляемых калорий, ингибирования клеточного сигнального пути mTOR рапамицином, назначения никотинамидрибозида, фармакологической «очистки» организма от старых клеток, пересадки половых желез молодых особей и временного «включения» генов, преобразующих зрелые клетки в стволовые. Определенные перспективы имеют также эксперименты со стволовыми клетками и манипуляции с теломерами.

Олег Лищук
Источник

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *