С возрастом способность к усвоению новой информации и запоминанию постепенно уменьшается. Это распространенное явление, которое часто связывают с пожилыми людьми, обусловлено ухудшением способности мозга вырабатывать новые нейроны. В основном этот процесс происходит в гиппокампе, где нервные стволовые клетки (НСК) делятся и созревают. Недавние исследования показывают, ухудшение может проявляться гораздо раньше, чем предполагалось, и становится заметным уже в начале взрослого возраста.
Установлено, что снижение общих функций мозга связано с уменьшением популяции нейральных стволовых клеток, однако точные молекулярные механизмы, лежащие в основе этого процесса, и их последовательность до сих пор не определены. Эпигенетические изменения, представляющие собой модификации, влияющие на экспрессию генов без изменения ДНК, играют значимую роль в процессе клеточного старения, однако их воздействие на нейральные стволовые клетки остаётся неизученным.
Целью исследовательской группы было изучение механизмов раннего старения в НСК. Результаты работы были опубликованы в журнале The EMBO Journal.
Используя секвенирование отдельных клеток, исследователи изучили экспрессию генов в нервных стволовых клетках и вновь образованных нейронах у мышей на разных этапах их развития. Благодаря этому стало возможным выявить основные молекулярные изменения, затрагивающие нервные стволовые клетки от рождения до раннего взросления, и определить, как эти изменения влияют на их способность к формированию новых нейронов.
Важное открытие связано с геном Setd8, который регулирует присоединение химической метки – молекулы – к гистонам, белкам, обеспечивающим упаковку ДНК. Ученые выявили, что с возрастом экспрессия Setd8 в мозге значительно уменьшается. Снижение уровня Setd8, в свою очередь, непосредственно влияет на активность и деление нейронов стволовых клеток, а также вызывает заметные нарушения памяти у мышей. Кроме того, исследователи показали, что искусственное снижение уровня Setd8 воспроизводит различные молекулярные характеристики старения стволовых клеток, что позволяет предположить, что этот белок является значимым биомаркером раннего старения.
Исследование выявило ранее неизвестную функцию Setd8 в процессе старения нейральных стволовых клеток, что представляет значительный интерес для биомедицины. Определение влияния Setd8 на старение нейральных стволовых клеток может привести к созданию инновационных терапевтических подходов, направленных на замедление или реверсию раннего старения мозга. Это позволит сохранить когнитивные функции, включая память и способность к обучению, а также разработать методы лечения возрастных расстройств, например, болезни Альцгеймера, по словам доктора Мацуды.
Несмотря на то, что для применения полученных результатов в терапии и клинической практике необходимы дополнительные шаги, доктор Мацуда планирует продолжить это перспективное исследование. Он отмечает, что считает большой честью заниматься исследованиями в области перепрограммирования в Национальном институте исследования старения, где профессор Синъя Яманака начал свою работу над изучением индуцированных плюрипотентных стволовых клеток.
[Фото: ru.123rf.com]