Молода спинномозкова рідина покращує пам’ять у старих мишей

Молода спинномозкова рідина покращує пам’ять у старих мишей

Вікове зниження когнітивних здібностей зачіпає до однієї чверті дорослих у віці старше шістдесяти років1. Здорова дієта і регулярні фізичні вправи можуть допомогти запобігти цьому спаду, але поки що не існує методів лікування, які б його повернули2. Прогрес у розумінні того, як змінюється мозок під час розвитку та старіння, викликав захоплюючі ідеї щодо використання факторів юності для уповільнення когнітивних змін, пов’язаних із віком, або навіть для омолодження старіючого мозку. Вписування ПриродаІрам та ін.3 підкріплюйте цю лінію мислення, натискаючи на спинномозкову рідину (СМР), яка омиває тканину мозку і містить кілька факторів росту білка, необхідних для нормального розвитку мозку.

Автори вводили ліквор молодих дорослих мишей (10 тижнів) у мозок літніх мишей (18 місяців) протягом 7 днів. Таке лікування покращило запам’ятовування старих тварин у завданні зі страху, під час якого вони навчилися пов’язувати невеликий удар електричним струмом з тоном і миготливим світлом. Потім Ірам і його колеги використовували секвенування РНК, щоб визначити, як лікування спинномозкової рідини змінило експресію генів в гіпокампі — ключовому центрі пам’яті в мозку, який часто є центром досліджень вікових когнітивних знижень.

Клітини центральної нервової системи, які називаються олігодендроцитами, виробляють мієлін, багатий жирами і білками матеріал, який ізолює нейронні волокна, які називаються аксонами. Мієлінізація аксональних проекцій по всьому мозку забезпечує підтримку міцних сигнальних зв’язків між нейронами. Айрам і його колеги виявили, що гени, які зазвичай експресуються в олігодендроцитах, були сильно підвищені у старих мишей, які отримували ліквор у молодих мишей, порівняно з тими тваринами, які отримували штучну спинномозкову рідину.

Попередня робота продемонструвала, що успішне викликання страху у мишей вимагає проліферації олігодендроцитів і утворення мієліну, і що порушення цього процесу погіршує пам’ять.4,5. Тому автори дослідили, чи впливає лікування молодою спинномозковою рідиною на проліферацію та дозрівання клітин-попередників олігодендроцитів (OPC). Справді, вони виявили, що молода спинномозкова рідина більш ніж вдвічі збільшила відсоток OPC, які активно розмножуються в гіпокампі старих тварин. За цією клітинною зміною через три тижні послідувало збільшення виробництва мієліну. Результати переконливо свідчать про те, що молода спинномозкова рідина покращує когнітивні здібності старих мишей шляхом модуляції олігодендроцитів.

Автори глибше занурилися в шляхи, що активуються молодою спинномозковою рідиною, використовуючи усталену лінію OPC щурів, вирощених у культурі клітин. Транскрипція генів включає утворення ланцюгів різних нуклеозидних молекул для утворення РНК, тому Ірам та ін. додали мічений нуклеозид до культурального середовища, в якому вирощували OPC — це дозволило авторам ізолювати та секвенувати новостворені транскрипти РНК, які включали мічений нуклеозид. Найбільше збільшення експресії генів у відповідь на лікування молодої спинномозкової рідини було в сироватковому факторі відповіді (серф), який кодує фактор транскрипції, що ініціює проліферацію та диференціацію клітин. Через шість годин після введення ЦСЖ молодої людини в OPC, серф експресія повернулася до вихідних рівнів, але цілі, що стосуються клітинного циклу та проліферації, були підвищені. Автори підтвердили, що ці сигнальні шляхи SRF також були активовані у старих мишей після введення молодих CSF.

CSF містить багатий коктейль сигнальних молекул і факторів росту, багато з яких можуть індукувати сигнальні шляхи SRF, які спостерігаються в OPC. Ірам та ін. визначені фактори-кандидати, здатні викликати серф експресія в опублікованих базах даних білків з великомасштабних досліджень CSF. Фактор росту фібробластів 17 (FGF17) виявився переконливим кандидатом. Автори показали, що білок сильно експресується в нейронах миші, демонструє знижену експресію у старих мишей і індукує проліферацію OPC у культивованих OPC щурів.

Інфузія FGF17 у стару спинномозкову рідину частково повторила ефекти молодої спинномозкової рідини, обидва в пробірці в OPC і жити, покращуючи запам’ятовування старих мишей (рис. 1). Нарешті, автори продемонстрували, що блокада FGF17 у культивованих OPC, які отримували молоду спинномозкову рідину, була достатньою для пригнічення проліферації OPC, і що лікування молодих мишей блокаторами FGF17 погіршувало пізнання. Експерименти дослідників переконливо припускають, що FGF17 є фактором, що передається в спинномозковій рідині, вирішальним для пізнання, і демонструють, що його вплив, ймовірно, опосередковується олігодендроцитами та мієлінізацією в гіпокампі.


Малюнок 1 | Настій спинномозкової рідини покращує пам’ять у старих мишей. Гіпокамп миші розташований поруч із шлуночками мозку, які містять спинномозкову рідину (СМР). Нейрони гіпокампа можуть бути ізольовані жировою оболонкою з мієліну, яка сприяє з’єднанню; Довгострокове відкликання негативних подразників у мишей вимагає генерації нового мієліну клітинами, які називаються олігодендроцитами. маєУ старих мишей мієлінізація олігодендроцитами порушена, і це пов’язано з поганим запам’ятовуванням. бІрам та ін.3 вливали старим мишам CSF від молодих мишей; ЦСЖ збагачена багатьма факторами росту, що сприяють здоров’ю, імовірно, включаючи FGF17 (не показано). Автори показують, що інфузія ЦСЖ запускає сигнальні шляхи FGF. Це активує фактор транскрипції, який називається SRF, який сприяє сигнальним шляхам, які призводять до проліферації та дозрівання олігодендроцитів. Ці клітини потім виробляють мієлін для підтримки нейронної сигналізації, що призводить до покращення запам’ятовування.

Знахідка Ірама та його колег додає FGF17 до зростаючого списку факторів, які впливають на розвиток нейронів і пізнання, і які, як відомо, змінюються зі старінням.6,7. Особливий інтерес викликала спинномозкова рідина та її сигнальні фактори під час розвитку мозку, коли попередники нейронів залежать від цих сигналів для проліферації та побудови кори головного мозку.8,9. CSF також грає роль у дорослих мишей, наприклад, впливаючи на виробництво нейронів у субвентрикулярній зоні мозку.10. Попередня робота часто виявила, що корисні фактори ЦСЖ виникають у судинному сплетінні — аркуші тканини, розташованому в кожному шлуночку мозку, який секретує ЦСЖ і утворює основний бар’єр між мозком та рештою тіла. Несподівано Айрам і його колеги виявили, що FGF17 в спинномозковій рідині надходить не в судинне сплетіння, а натомість від самих молодих нейронів, що надає докази того, що сигнали на основі нейронів доставляються спинномозковою рідиною — провокаційна гіпотеза про розподіл білків і рідини. по всьому мозку. Те, як FGF17 розподіляється в спинномозковій рідині і доставляється до клітин-мішеней гіпокампу, представляє новий напрямок досліджень.

Ірам і його колеги пройшли шлях у сфері здоров’я і старіння мозку, виявивши, що молода спинномозкова рідина містить фактор, який сприяє запам’ятовуванню у старших мишей через дозрівання олігодендроцитів і мієлінізацію в гіпокампі. Дослідження не тільки свідчить про те, що FGF17 може бути терапевтичною мішенню, але також припускає, що шляхи введення ліків, які дозволяють терапевтам отримати прямий доступ до ЦСЖ, можуть бути корисними для лікування деменції. Будь-яке таке лікування буде надзвичайно корисним у підтримці нашого старіння.

Конкурентні інтереси

Автори заявляють про відсутність конкуренції інтересів.

Залишити коментар

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься.