У США навчилися управляти старінням. Перевірено на мишах

Результати роботи опубліковані в журналі Nature, повідомляє Ехо Москви.

Як було неодноразово показано, нервова система бере активну участь в регуляції процесу старіння, причому найважливішу роль у цьому відіграє гіпоталамус — відділ мозку, який пов'язує нервову і ендокринну регуляцію біологічних процесів, регулює обмін речовин і має ряд інших важливих функцій. Тим не менш, конкретні клітинні механізми регуляції старіння вивчені не були.

Співробітники Медичного коледжу імені Альберта Ейнштейна припустили, що в цьому процесі можуть бути задіяні нервові стовбурові клітини (НСК), які відповідають за ріст тканини мозку (нейрогенез) у дорослих. Підставою для такого припущення стало те, що зниження нейрогенеза в деяких областях мозку часто корелює з початком різних вікових змін.

За характерними маркерами — фактору транскрипції Sox2 і ядерного білка Bmi1 — дослідники виявили НСК медіобазальної області гіпоталамуса молодих мишей. Спостереження показало, що кількість цих клітин починає знижуватися у тварин середнього віку (11-16 місяців) і зменшується практично до нуля в старості (22 і більше місяців).

Коли дослідники за допомогою спеціально підготовленого вірусу вибірково знищили 70 відсотків гіпоталамічних НСК у мишей середнього віку, тварини почали швидко старіти (це проявлялося фізіологічними, гістологічними та когнітивними порушеннями) і померли істотно раніше визначеного терміну.

На наступному етапі експериментів науковці ввели у медіобазальну область гіпоталамуса мишей середнього віку НСК новонароджених тварин, модифіковані так, щоб оберегти їх від загибелі в результаті запалення при пересадці. Через шість тижнів у мишей підвищилася м'язова витривалість, покращилися координація рухів і когнітивні функції. Ці ефекти стали ще більш вираженими через чотири місяці після втручання. Контрольні ін'єкції інших клітин — астроцитів або мезенхімальних стовбурових клітин — подібною дією не володіли.

Щоб з'ясувати, як саме гіпоталамічні НСК регулюють процеси старіння, дослідники проаналізували вироблені ними біологічно активні молекули. Виявилося, що ці клітини виділяють в цереброспінальну рідину екзосоми («бульбашки», укладені в ліпідну мембрану) з більш ніж 20 різновидами микроРНК. Цей тип РНК не бере безпосередньої участі у синтезі білка, а служить регулятором експресії генів.

Вчені виділили екзосоми з мікроРНК і вводили їх у спинномозкову рідину звичайних мишей середнього віку та їх ровесників з частково знищеними гіпоталамічними НСК. В обох випадках ознаки старіння розвивалися значно повільніше, ніж при ін'єкціях плацебо, що свідчить про роль виявлених микроРНК в регуляції вікових змін.

У подальших дослідженнях автори роботи планують уточнити структуру і конкретні функції мікроРНК гіпоталамічних НСК, а також проаналізувати інші молекулярні продукти цих клітин, які також можуть брати участь у регуляції старіння.

Питаннями контролю вікових змін та уповільнення старіння займаються багато наукових колективів. В експериментах на тваринах вдалось досягти значних успіхів у цій галузі шляхом обмеження споживаних калорій, інгібування клітинного сигнального шляху mTOR рапаміцином, призначення нікотинамідрибозиду, фармакологічного «очищення» організму від старих клітин, пересадки статевих залоз молодих особин і тимчасового «включення» генів, що перетворюють зрілі клітини на стовбурові. Певні перспективи мають також експерименти зі стовбуровими клітинами і маніпуляції з тіломірами.