Белок, секретируемый иммунными клетками, может способствовать старению мозга

Фото из открытых источников

Согласно исследованию, проведенному исследователями из Weill Cornell Medicine, резидентные иммунные клетки мозга, достигшие состояния старости, называемого "старением", секретируют белок, вызывающий дисфункцию других клеток мозга. Это открытие проливает свет на то, как старение ухудшает память и познание и делает мозг уязвимым для нейродегенеративных расстройств.

Исследователи, чьи выводы публикуются в Нейрон, заметил, что в мышиной модели ускоренного старения многие иммунные клетки в мозге переходят в неразделимое, дисфункциональное, стареющее состояние и начинают секретировать белок под названием DLK1. Этот белок разрушает другие клетки мозга, в частности нейроны и олигодендроциты, которые помогают защитить нервные волокна. Результаты показывают, что дисфункция, вызванная DLK1, может быть ключевым механизмом, посредством которого старение приводит к снижению функции мозга и увеличению риска нейродегенеративных заболеваний.

"Одна стратегия, которую мы надеемся протестировать, - это нейтрализовать этот секретируемый белок в мозге, чтобы увидеть, эффективно ли это замедляет старение мозга", - сказал ведущий автор исследования доктор Ли Ган, заслуженный профессор нейродегенеративных заболеваний Бертона П. и Джудит Б. Резник. и директор Научно-исследовательского института болезни Альцгеймера Хелен и Роберта Аппель в Weill Cornell Medicine.

Теломеры как триггер старения

Известно, что старение влияет на мозг во многих отношениях. Он сжимает ключевые области мозга, делает нейрональную связь менее эффективной, разрушает защитную оболочку миелинового белка вокруг нервных волокон и делает мозг уязвимым к болезням Альцгеймера, Паркинсона и другим нейродегенеративным заболеваниям. Однако механизмы, с помощью которых происходят эти изменения, связанные со старением, остаются в значительной степени неизвестными.

В новом исследовании Ган и ее коллеги искали некоторые идеи из мышиной модели старения, основанной на молекулах, называемых теломерами. Теломеры, которые часто сравнивают с пластиковыми колпачками, предотвращающими изнашивание концов шнурка, представляют собой конструкции из белка и ДНК, которые защищают концы хромосом и удерживают их от слипания. Теломеры в клетке обычно укорачиваются при каждом делении клетки и ниже определенной длины могут вызвать старение. Модель, используемая Ган и ее командой, имеет теломеры, которые укорачиваются быстрее, чем обычно, вызывая синдром, напоминающий ускоренное старение.

Ученые заметили, что у этих мышей, хотя они были только в раннем среднем возрасте, их мозг имел многие обычные признаки позднего старения, в том числе снижение миелинизации нервных волокон и снижение функции нейронов.

Микроглия становится ключевым виновником

Команда также отметила особенно поразительные изменения во внешнем виде и активности генов в иммунных клетках мозга, называемых микроглией, которые, в отличие от неделящихся нейронов, становятся все короче теломер по мере продолжения деления на протяжении всей жизни. Многие из этих микроглий имели признаки старения.

Состояние старения изучалось в основном в клетках вне мозга. Старение клеток, хотя они перестали делиться, обычно секретируют белки, которые способствуют воспалению и иным образом нарушают функцию близлежащих непроникающих клеток. Команда обнаружила нечто подобное со стареющей микроглией, само присутствие которой нарушало функции нейронов, а также олигодендроцитов, вырабатывающих миелин. Они определили DLK1 как ключевой секретируемый фактор, лежащий в основе этого эффекта.

Доказательства выходят за рамки одной модели

Исследователи наблюдали схожие эффекты DLK1 как на мышиные, так и на человеческие клетки мозга. Они также показали, что уровни DLK1 в мозге у нормальных мышей повышаются с поздним старением, и обнаружили доказательства аналогичного возрастного повышения в большой базе данных активности генов в клетках мозга человека.

По словам Гана, результаты открывают многообещающую область исследований. Она отметила, что DLK1, помимо своего потенциала в качестве терапевтической мишени, может быть полезен в более широком смысле для создания более совершенных животных моделей старения мозга.