Ген, отвечающий за выживание на больших высотах, помогает восстановить нервы

Фото из открытых источников

Генетическая мутация, помогающая таким животным, как яки и тибетские антилопы, выживать на больших высотах, может стать ключом к восстановлению повреждений нервов при таких заболеваниях, как церебральный паралич и рассеянный склероз (РС). Результаты исследования, опубликованные в журнале Neuron, раскрывают естественный механизм, способствующий регенерации после повреждения нервов, и могут открыть новые возможности для лечения таких заболеваний, как РС, за счет использования молекул, уже присутствующих в организме человека.

«Эволюция — это великий дар природы, обеспечивающий богатое разнообразие генов, которые помогают организмам адаптироваться к различным условиям окружающей среды», — говорит ведущий автор исследования Лян Чжан из больницы Сунцзян, входящей в состав медицинского факультета Шанхайского университета Цзяотун. «Еще многое предстоит узнать об естественных генетических адаптациях».

Миелиновая оболочка — это защитный слой, окружающий нервные волокна в головном и спинном мозге, обеспечивающий эффективную передачу нервных сигналов. Недостаток кислорода во время развития мозга может повредить этот слой, что приводит к таким состояниям, как церебральный паралич у новорожденных.

У взрослых повреждения миелиновой оболочки связаны с рассеянным склерозом — аутоиммунным заболеванием, при котором иммунная система ошибочно атакует и разрушает миелиновую оболочку. Снижение кровотока к головному мозгу, часто связанное со старением, также может повреждать миелин, способствуя развитию таких состояний, как церебральная болезнь мелких сосудов и сосудистая деменция.

В предыдущих исследованиях ученые обнаружили, что животные, обитающие на Тибетском плато, средняя высота которого составляет 14 700 футов, являются носителями мутации в гене под названием Retsat. Ученые предположили, что эта мутация помогает таким животным, как яки и тибетские антилопы, поддерживать здоровую функцию мозга, несмотря на хронически низкий уровень кислорода.

Чжан и его команда отправились исследовать, может ли эта мутация предотвратить повреждение миелиновой оболочки. Они подвергли новорожденных мышей воздействию условий с низким содержанием кислорода, эквивалентных высоте более 13 000 футов, в течение примерно недели.

Мыши, несущие мутацию Retsat, показали значительно лучшие результаты в тестах на обучение, память и социальное поведение, чем мыши со стандартной версией гена. Анализ мозга также показал, что у мышей с геном, выработанным для высокогорных условий, наблюдался более высокий уровень миелина, окружающего нервные волокна.

Затем исследователи изучили, может ли мутация Retsat восстанавливать повреждения миелиновой оболочки, аналогичные тем, которые наблюдаются при рассеянном склерозе. Они обнаружили, что у мышей, несущих эту мутацию, миелиновая оболочка восстанавливалась гораздо быстрее и полнее после травмы. В местах повреждения также наблюдалось больше зрелых олигодендроцитов — типа клеток, ответственных за производство миелина.

Дальнейшие исследования показали, что у мышей с данной мутацией в головном мозге наблюдался более высокий уровень ATDR, метаболита, образующегося из витамина А.

Мутация Retsat, по-видимому, увеличивает ферментативную активность, которая превращает витамин А в его метаболиты, что, в свою очередь, способствует образованию и созреванию миелинпродуцирующих олигодендроцитов. Когда команда исследователей ввела ATDR мышам с заболеванием, похожим на рассеянный склероз, тяжесть заболевания снизилась, и у них улучшилась двигательная функция.

Как отмечает Чжан, современные методы лечения рассеянного склероза в основном направлены на подавление иммунной активности. «ATDR — это то, что уже есть в организме каждого человека. Наши результаты показывают, что может существовать альтернативный подход, использующий природные молекулы для лечения заболеваний, связанных с повреждением миелина», — говорит он.