Часть мозга стареет быстрее. И тянет за собой остальные процессы
Детальное картирование 1,2 миллиона клеток мозга показало, что разные типы клеток стареют с разной скоростью. Также локализована «горячая точка», клетки в которой более чувствительны к процессу старения. Это открывает двери для разработки новых методов лечения возрастных заболеваний мозга. И добавляет смысла принципам ЗОЖа для нейропротекции и здорового долголетия.
Ключ к нейродегенерации и особенности старения мозга
По мере того, как мы стареем, различные клетки и ткани накапливают повреждения. Хоть это и естественный процесс, но приводит к тому, что наш биологический возраст отличается от хронологического возраста. Понимание клеточных изменений, сопровождающих биологическое старение, приближает нас к замедлению или управлению процессом старения.
В новом исследовании ученые из Института мозга Аллена в Сиэтле определили определенные типы клеток, которые сильнее деградируют со временем жизни, а также обнаружили «горячую точку», где эти изменения протекают интенсивнее.
Наша гипотеза в том, что эти типы клеток становятся менее эффективными в обработке сигналов из окружающей среды или привычных аспектов нашего образа жизни. Такая потеря эффективности каким-то образом способствует старению остальной части нашего тела. Я думаю, это довольно удивительно, и это замечательно, что мы можем обнаружить столь специфические.
От мышей к человеку. Или как стареет мозг
Джин и её коллеги использовали передовые методы секвенирования РНК отдельных клеток и передовые инструменты картирования мозга, разработанные в рамках инициативы BRAIN Национального института здравоохранения (NIH) , чтобы картировать примерно 1,2 миллиона отдельных клеток мозга молодых взрослых и старых мышей обоих полов. «Старым» мышам было 18 месяцев, что в человеческих годах соответствует возрасту примерно от 50 до 70 лет. Мозг мыши был выбран из-за его сходства с мозгом человека по структуре, функциям, генам и типам клеток.
Исследователи картировали клетки в 16 обширных областях мозга — около 35% от общего объема мозга мыши. Отбор строился по принципу чувствительности этих клеток к возрастным заболеваниям. Подход ученых позволил идентифицировать уникальную транскриптомику клеток – это набор всех РНК, присутствующих в клетке в определенное время. А потом исследовать транскриптомику на предмет возрастных изменений в экспрессии генов.
В течение многих лет ученые изучали влияние старения на мозг, в основном, по одной клетке за раз. Теперь, с инновационными картографическими инструментами — ставшими возможными благодаря NIH BRAIN Initiative — исследователи могут изучать, как старение влияет на большую часть всего мозга. Это исследование показывает, что более глобальное изучение мозга может дать ученым новые идеи о том, как мозг стареет и как нейродегенеративные заболевания могут нарушать функциональность человека с возрастом.
Исследователи обнаружили, что сильнее всего страдают глиальные клетки, класс клеток, которые поддерживают, соединяют и защищают нейроны мозга. В этих клетках прослеживаются значительные возрастные изменения в экспрессии генов. Сильно пострадали клетки, связанные с иммунной системой: клетки микроглии, олигодендроциты и погранично-ассоциированные макрофаги (BAMs), а также специализированные глиальные клетки, называемые таницитами и эпендимальными клетками. Танициты находятся в гипоталамусе, в основном выстилая третий желудочек. Они уникальны, так как выступают как структурными, так и функциональными барьерами между мозгом и спинномозговой жидкостью (СМЖ). Эпендимальные клетки выстилают спинной мозг и желудочки мозга, полости, которые производят и хранят СМЖ, и необходимы для поддержания стабильной среды в этих структурах. По сути, танициты обеспечивают оптимальную работу нейронов и других клеток. В то время как астроциты стали ключом к нашей памяти.
Воспаление и иммунные реакции как разрушители мозга?
В частности, исследователи обнаружили повышенную экспрессию генов воспалительного и иммунного ответа в этих клетках и пониженную экспрессию генов, связанных с сигнализацией и структурой нейронов. Наиболее значительные изменения были в клетках около третьего желудочка гипоталамуса (V3), критически важного для регулирования жизненно важных физиологических и поведенческих процессов, включая терморегуляцию, чувства голода и насыщения, жажду и баланс жидкости, циклы сна и бодрствования и циркадные ритмы.
В совокупности наши результаты систематически раскрывают широкий спектр специфичных для разных типов клеток закономерностей старения, выявляют кластеры типов клеток, которые демонстрируют уникальные изменения экспрессии генов, и выделяют область V3 гипоталамуса как потенциальную горячую точку старения мозга.
Исследователи надеются, что их результаты приведут к дальнейшему изучению этой недавно обнаруженной горячей точки и, возможно, к разработке терапевтических средств, которые замедлят или будут контролировать старение мозга и предотвращая нейродегенеративные заболевания.
Со старением растут риски болезни Альцгеймера и многих других разрушительных заболеваний мозга. Эти результаты предоставляют очень подробную карту того, какие клетки мозга наиболее чувствительны к старению. А новая карта может в корне изменить видение того, как старение влияет на мозг, а также предоставить руководство для разработки новых методов лечения заболеваний мозга, связанных со старением.
Больше материалов по теме мозга, старения, продуктивности, личной эффективности и личного потенциала – читайте в материалах сообщества. Подписывайтесь, чтобы не пропустить свежие статьи!