Часть мозга стареет быстрее. И тянет за собой остальные процессы

Детальное картирование 1,2 миллиона клеток мозга ^[1] 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 ^[1]. 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 ^[2] ученые из Института мозга ^[1] 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.

Келли Джин, доктор философии из Института Аллена и ведущий автор исследования.

От мышей к человеку. Или как стареет мозг

Джин и её коллеги использовали передовые методы секвенирования РНК отдельных клеток и передовые инструменты картирования мозга ^[1], разработанные в рамках инициативы BRAIN Национального института здравоохранения (NIH) , чтобы картировать примерно 1,2 миллиона отдельных клеток мозга ^[1] 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 ^[1] мыши был выбран из-за его сходства с мозгом ^[1] человека по структуре, функциям, генам и типам клеток.

Исследователи картировали клетки в 16 обширных областях мозга ^[1] — около 35% от общего объема мозга ^[1] 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 ^[1], 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 ^[1]. Это исследование показывает, что более глобальное изучение мозга ^[1] может дать ученым новые идеи о том, как мозг ^[1] стареет и как нейродегенеративные заболевания могут нарушать функциональность человека с возрастом.

Джон Нгай, доктор философии, директор The BRAIN Initiative.

Исследователи обнаружили, что сильнее всего страдают глиальные клетки, класс клеток, которые поддерживают, соединяют и защищают нейроны мозга ^[1]. 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 ^[1] и спинномозговой жидкостью (СМЖ). Эпендимальные клетки выстилают спинной мозг ^[1] и желудочки мозга ^[1], 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 ^[3] 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 ^[4].

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 ^[1].

По материалам исследователей.

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 ^[1] и предотвращая нейродегенеративные заболевания.

Со старением растут риски болезни Альцгеймера и многих других разрушительных заболеваний мозга ^[1]. Эти результаты предоставляют очень подробную карту того, какие клетки мозга ^[1] наиболее чувствительны к старению. А новая карта может в корне изменить видение того, как старение влияет на мозг ^[1], а также предоставить руководство для разработки новых методов лечения заболеваний мозга ^[1], связанных со старением.

Ричард Ходес, доктор медицины, директор Национального института старения NIH.

Больше материалов по теме мозга ^[1], старения, продуктивности, личной эффективности и личного потенциала – читайте в материалах сообщества ^[5]. Подписывайтесь, чтобы не пропустить свежие статьи!