С возрастом память и способность к обучению постепенно ухудшаются. Это связано с тем, что у пожилых людей в гиппокампе замедляется генерация новых нейронов из нейральных стволовых клеток. Исследование учёных из Японии показало, что процесс снижения когнитивных способностей может начаться гораздо раньше. Результаты работы опубликованы в The EMBO Journal.
Известно, что общее снижение функциональной активности мозга связано с уменьшением количества стволовых клеток, однако механизмы молекулярных изменений, лежащие в основе этого процесса, и их временные рамки пока не определены. Эпигенетические изменения – модификации, влияющие на экспрессию генов без изменения последовательности ДНК, – играют важную роль в старении клеток, но их воздействие на нейральные стволовые клетки не было изучено.
Учёные из Университета Кюсю (Kyushu University), Университета Миядзаки (University of Miyazaki), больницы Сайсэйкай Кумамото (Saiseikai Kumamoto Hospital) и Лаборатории регенерации нейронов и восстановления мозга Нарского института науки и технологий (Laboratory of Neural Regeneration and Brain Repair at the Nara Institute of Science and Technology) использовали метод секвенирования отдельных клеток для анализа экспрессии генов в нейральных стволовых клетках и молодых нейронах на разных этапах жизни мышей. Это позволило картировать ключевые молекулярные изменения, которые претерпевают нейральные стволовые клетки, начиная с младенчества и заканчивая зрелым возрастом грызунов, также исследователи отследили способность клеток производить новые нейроны.
Учёные установили, что экспрессия гена Setd8, который контролирует добавление химической молекулярной метки к гистоновым белкам, упаковывающим ДНК, заметно снижается по мере старения мозга. Это напрямую связано с нарушением активности и пролиферации нейральных стволовых клеток, что сказывается на когнитивных функциях мышей.
Исследователи также продемонстрировали, что искусственное снижение уровня экспрессии гена Setd8 имитирует различные молекулярные сигнатуры стареющих нейральных стволовых клеток: можно предположить, что уровень экспрессии этого гена может быть важным биомаркером раннего старения.
«Полученные данные о влиянии гена Setd8 на старение нейральных стволовых клеток помогут разработать методы, которые не только замедлят или обратят вспять раннее старение мозга, но и позволят сохранить память и способность к обучению. Возможно, будут созданы инновационные подходы к лечению возрастных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера. Сейчас мы проводим исследования в области технологий клеточного перепрограммирования, глобальной целью которых является реальная возможность омолодить старые функционально слабые клетки», – пояснил доктор Мацуда (Taito Matsuda).
Источник: medicalxpress.com