Стволовые клетки мозга контролируют старение организма
Американские ученые из Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна (Albert Einstein College of Medicine) обнаружили, что стволовые клетки гипоталамуса играют решающую роль в старении организма. Открытие, сделанное на мышах, может помочь в создании новых методов терапии возрастных заболеваний и увеличению продолжительности жизни. Результаты опубликованы 26 июля 2017 года в Nature.
Известно, что гипоталамус регулирует важные процессы, включая рост, развитие, размножение и обмен веществ. В 2013 году команда Медицинского колледжа А. Эйнштейна опубликовала в Nature результаты своего удивительного открытия, согласно которым гипоталамус регулирует старение всего организма.
Теперь учёные идентифицировали, что данным процессом управляет небольшая популяция зрелых нейрональных стволовых клеток, которые, как известно, отвечают за формирование новых нейронов мозга.
«Наши исследования показывают, что количество нейрональных стволовых клеток гипоталамуса снижается естественным образом в течение жизни животного, и это ускоряет старение», — говорит ведущий автор исследования доктор медицинских наук Доншен Кай (Dongsheng Cai). «Однако мы также обнаружили, что последствия снижения их количества не являются необратимыми. Восполняя запас стволовых клеток или продуцируемых ими молекул, можно замедлить или даже обратить вспять различные аспекты старения во всём организме».
Пытаясь выявить клетки гипоталамуса, участвующие в старении, учёные проследили жизненный цикл здоровых мышей. Они обратили внимание на то, что количество стволовых клеток в гипоталамусе начало снижаться, когда животным исполнилось 10 месяцев – за несколько месяцев до появления первых обычных признаков старения. «К старости (двум годам) большая часть этих клеток исчезла», — говорит доктор Кай.
Исследователи решили выяснить, действительно ли данное прогрессирующее снижение численности стволовых клеток вызывает старение, а не просто связано с ним. Для этого учёные уничтожали стволовые клетки гипоталамуса у мышей среднего возраста. «Это значительно ускорило старение по сравнению с контрольными мышами, кроме того, животные с разрушенными стволовыми клетками умерли преждевременно», — сказал доктор Кай.
Может ли введение стволовых клеток в гипоталамус противодействовать старению? Чтобы ответить на этот вопрос, исследователи трансплантировали стволовые клетки гипоталамуса в мозг мышей среднего возраста, стволовые клетки которых были разрушены, а также в мозг здоровых пожилых грызунов. В обеих группах животных инъекция замедлила или изменила различные показатели старения.
Доктор Кай и его коллеги обнаружили, что стволовые клетки гипоталамуса, видимо, оказывают антивозрастные эффекты, продуцируя молекулы, называемые микроРНК (miRNAs). Они не участвуют в синтезе белка, но играют ключевые роли в регуляции экспрессии генов. МикроРНК упаковываются внутри крошечных частиц, называемых экзосомами, которые выделяются стволовыми клетками гипоталамуса в спинномозговую жидкость мышей.
Исследователи выделили данные miRNA-содержащие экзосомы и вводили их в спинномозговую жидкость двух групп мышей: животным среднего возраста, у которых были разрушены стволовые клетки гипоталамуса и нормальным грызунам среднего возраста. Данная процедура значительно замедлила старение в обеих группах животных, что было определено с помощью тканевого анализа и поведенческого тестирования, которое включало оценку изменений мышечной выносливости, координации, социального поведения и когнитивных способностей мышей.
В настоящее время исследователи пытаются идентифицировать конкретные популяции микроРНК и, возможно, другие факторы, ответственные за старение, которые секретируют стволовые клетки гипоталамуса. Результаты могут стать огромным шагом в борьбе со старением и в лечении возрастных заболеваний.
