С возрастом способность усваивать новую информацию и сохранять воспоминания постепенно снижается. Это явление, часто ассоциирующееся с пожилыми людьми, связано с ухудшением способности мозга генерировать новые нейроны — этот процесс в основном происходит в гиппокампе, где делятся и созревают нервные стволовые клетки (НСК). Недавние исследования показывают, что ухудшение начинается гораздо раньше, чем считалось ранее, оно может стать заметным уже в раннем взрослом возрасте.
Хотя установлено, что общее снижение функций мозга связано с уменьшением количества нейральных стволовых клеток, точные молекулярные изменения, лежащие в основе этого процесса, и их временные рамки остаются неясными. Эпигенетические изменения — модификации, которые влияют на экспрессию генов без изменения последовательности ДНК, — играют важную роль в клеточном старении, но их влияние на нейральные стволовые клетки остаётся неизвестным.
Исследовательская группа задалась целью раскрыть процессы раннего старения в НСК. Статья была опубликована в журнале The EMBO Journal.
Ученые использовали метод секвенирования отдельных клеток для анализа экспрессии генов в нервных стволовых клетках и новообразованных нейронах на разных этапах жизни мышей. Это позволило составить карту ключевых молекулярных изменений, которые происходят в нервных стволовых клетках с момента рождения до раннего взросления, а также соответствующих изменений в их способности производить новые нейроны.
Ключевое открытие было связано с геном Setd8, который контролирует добавление химической метки (молекулы) к белкам, упаковывающим ДНК, — гистонам. Исследователи обнаружили, что экспрессия Setd8 заметно снижается с возрастом мозга. В свою очередь, снижение уровня Setd8 напрямую связано с нарушением активности и пролиферации нейронов стволовых клеток, а также с заметными проблемами с памятью у мышей. Команда также продемонстрировала, что искусственное снижение уровня Setd8 имитирует различные молекулярные признаки старения стволовых клеток, что позволяет предположить, что этот белок является важным биомаркером раннего старения.
Результаты исследования указывают на неизвестную ранее роль Setd8 в старении нейральных стволовых клеток, что имеет большое значение с точки зрения биомедицины. «Понимание того, как Setd8 влияет на старение нейральных стволовых клеток, открывает возможности для разработки новых методов лечения, которые позволят замедлить или обратить вспять раннее старение мозга. Это поможет сохранить память и способность к обучению, а также привести к разработке методов лечения возрастных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера», — отмечает доктор Мацуда.
Хотя для внедрения результатов в терапевтические решения и клиническую практику потребуются дополнительные усилия, доктор Мацуда надеется продолжить это увлекательное исследование. «Для меня большая честь продвигать исследования в области перепрограммирования в Национальном институте исследования старения, где профессор Синъя Яманака начал свою работу по изучению индуцированных плюрипотентных стволовых клеток», — заключает он.
[Фото: ru.123rf.com]
