Старение человеческого организма неизбежно затрагивает головной мозг, вызывая постепенное снижение производства новых нейронов. Этот процесс напрямую связан с состоянием нейральных стволовых клеток, которые с годами переходят в состояние «покоя» и перестают производить новые нейроны.
Ученые нашли белок, который обращает вспять старение мозга в лабораторных опытах
Исследователи из Национального университета Сингапура (NUS) раскрыли механизм, замедляющий старение мозга. Команда идентифицировала белок DMTF1, который стимулирует деление нейральных стволовых клеток, чья активность обычно угасает с возрастом. Открытие закладывает фундамент для создания терапии, способной восстановить когнитивные функции и память у пожилых людей.
Нейрон. Svisio/iStock/Getty Images Plus
Фабрика нейронов. Нейральные стволовые клетки — это не сами нейроны, а их «родители», обладающие потенциалом стать любой клеткой мозга. Процесс их превращения называется нейрогенезом. Взрослая стволовая клетка находится в режиме ожидания, пока биохимический сигнал (например, белок DMTF1) не заставит ее разделиться. В результате возникают клетки-предшественники, которые проходят путь созревания, отращивают отростки и превращаются в полноценные нейроны, способные передавать импульсы. Если нейральные клетки «смолкают» обновление мозга останавливается.
Одной из главных причин такого увядания считается износ теломер — защитных колпачков на концах хромосом, которые укорачиваются при каждом делении клетки. Когда теломеры становятся критически короткими, клетки теряют способность к регенерации, что ведет к их гибели и последующему когнитивному спаду.
Процесс нейрогенеза.
Соавтор новой работы, опубликованной в журнале, Science Advances Деррик Сек Тонг Онг из NUS отмечает: «Недостаточная регенерация нейральных стволовых клеток препятствует формированию новых клеток, необходимых для поддержания функций обучения и памяти». Несмотря на то, что ранее ученым удавалось частично восстанавливать этот процесс, глубинные механизмы управления стволовыми клетками оставались загадкой до текущего момента.
Путь к регенерации нейронов
В ходе экспериментов на мышиных моделях и культуре человеческих клеток ученые выделили белок DMTF1. Этот белок, в изобилии присутствующий в молодом и здоровом мозге, выступает в роли своеобразного переключателя для генов. Как выяснилось, искусственное повышение уровня DMTF1 заставляет стареющие стволовые клетки снова активно делиться, несмотря на износ теломер.
Ученые изучили экспрессию генов, связанных с DMTF1.
Белок действует в обход повреждений ДНК, активируя вспомогательные гены Arid2 и Ss18, которые запускают биологический цикл рождения новых нейронов. «Наши результаты показывают, что DMTF1 может способствовать размножению нейральных стволовых клеток при неврологическом старении», — утверждает нейробиолог Лян Яцзин.
Тем не менее, исследователи призывают к осторожности: избыточная стимуляция клеточного деления несет риск возникновения опухолей. Дальнейшие работы будут направлены на поиск безопасного способа манипуляции этим белком для борьбы с деменцией и возрастным ухудшением памяти.