старение мозга

Ключ к сохранению когнитивных функций заключается в способности мозга к регенерации. Возраст снижает способность нейральных стволовых клеток (НСК) производить новые клетки, что влияет на старение нервной системы. Новые нейроны часто образуются в динамичных зонах, например, в обонятельной луковице и гиппокампе, участвующем в формировании эмоций и памяти. По мере старения мозга НСК становятся менее активными, и выявление причины замедления активности стволовых клеток приоткроет возможность влияния на процесс нервной регенерации, а значит, сможет повлиять на лечение нейродегенеративных заболеваний мозга, таких как болезнь Альцгеймера.

В новом исследовании использовали CRISPR/Cas9: ученые отключали гены, проверяя их влияние на НСК мозга молодых и старых мышей. Выяснилось, что отключение 300 генов активирует старые НСК, но на молодых грызунов это не влияет. Особенно эффективным оказался нокаут гена GLUT4, который отвечает за перенос глюкозы. Его отключение увеличивало нейрогенез у взрослых мышей в два раза. Скорей всего, с возрастом активность гена приводит к чрезмерному накоплению глюкозы в клетках, это и делает их пассивными.

Нейрогенез можно было наблюдать визуально: ученые изучали расстояние между субвентрикулярной зоной – областью, в которой активируются нейральные стволовые клетки, и обонятельной луковицей, которая находится в нескольких миллиметрах. Именно туда мигрируют НСК. Это важно было исследовать именно в этой области, потому что мыши сильно зависят от обоняния, что и позволило увидеть, как НСК размножаются, мигрируют и образуют в ней новые нейроны. В зоне между субвентрикулярной зоной и обонятельной луковицей наблюдалась стремительная миграция нервных клеток, что говорило о возобновлении процессов нервной регенерации.

Связь нейрогенеза с переносчиком глюкозы открывает возможность не только для разработки новых фармацевтических или генетических терапий для стимулирования активности новых нейронов в старом или травмированном мозге, но и для более простых вмешательств. Так, например, для пожилых людей или обладателей мутантного гена GLUT4 может быть назначена низкоуглеводная диета, помогающая регулировать количество глюкозы, потребляемой старыми НСК. Но и для низкоуглеводной диеты существует ряд противопоказаний, поэтому необходимо проконсультироваться со специалистом. В перспективе вмешательство генной терапии позволит замедлить старение при прогерии – генетическом заболевании, вызванном преждевременным старением; а результаты исследования будут важны для регенеративной медицины после инсульта или травм головного мозга.