«МУЗИЧНА карта» показує, що деякі клітини мозку старіють швидше
Останній перегляд: 14.06.2024
Весь контент iLive перевіряється медичними експертами, щоб забезпечити максимально можливу точність і відповідність фактам.
У нас є строгі правила щодо вибору джерел інформації та ми посилаємося тільки на авторитетні сайти, академічні дослідницькі інститути і, по можливості, доведені медичні дослідження. Зверніть увагу, що цифри в дужках ([1], [2] і т. д.) є інтерактивними посиланнями на такі дослідження.
Якщо ви вважаєте, що який-небудь з наших матеріалів є неточним, застарілим або іншим чином сумнівним, виберіть його і натисніть Ctrl + Enter.
Інженери Каліфорнійського університету в Сан-Дієго виявили, що деякі клітини мозку старіють швидше за інші, і їх непропорційно багато в людей із хворобою Альцгеймера. Крім того, дослідники спостерігали відмінності в процесі старіння певних клітин мозку в залежності від статі: у корі головного мозку жінок була більша частка «старих» олігодендроцитів порівняно зі «старими» нейронами порівняно з корою головного мозку чоловіків. p>
Ці відкриття стали можливими завдяки новій техніці під назвою MUSIC (картографування взаємодій нуклеїнової кислоти в окремих клітинах), яка дозволяє дослідникам зазирнути всередину окремих клітин мозку та відобразити взаємодію між хроматином — щільно згорнутою формою ДНК — і РНК.. Цей метод дозволяє нам візуалізувати ці взаємодії на рівні однієї клітини та вивчити, як вони впливають на експресію генів.
«МУЗИКА — це потужний інструмент, який дозволяє нам глибше заглибитися в складні аспекти хвороби Альцгеймера, — сказав старший автор дослідження Шенг Чжун, професор біоінженерії Шу Чіен. Гена Лай в Інженерній школі Джейкобса Каліфорнійського університету в Сан-Дієго.
«Ця технологія має потенціал для виявлення нових молекулярних механізмів, що лежать в основі патології хвороби Альцгеймера, що може прокласти шлях до більш цілеспрямованих терапевтичних втручань і покращити результати лікування пацієнтів».
Людський мозок містить складну мережу клітин, які спілкуються та взаємодіють складними способами. У кожній із цих клітин існує динамічна взаємодія генетичних компонентів, включаючи хроматин і РНК, які визначають основні клітинні функції. Коли клітини мозку ростуть і старіють, ці взаємодії між хроматином і РНК змінюються. І в кожній клітині ці комплекси можуть сильно відрізнятися, особливо в зрілих клітинах. Проте розгадування тонкощів цих взаємодій залишалося складним завданням.
На допомогу прийшла техніка MUSIC, яка дає можливість зазирнути у внутрішню роботу окремих клітин мозку. Використовуючи MUSIC, команда Чжуна проаналізувала посмертні зразки мозку, зокрема тканини лобової кори головного мозку людини, отримані від 14 донорів віком 59 років і старше, деякі з яких страждали на хворобу Альцгеймера, а деякі без.
Вони виявили, що різні типи клітин мозку демонструють різні моделі взаємодії між хроматином і РНК. Цікаво, що клітини з меншою кількістю коротких взаємодій хроматину мали тенденцію виявляти ознаки старіння та хвороби Альцгеймера.
«Використовуючи цю трансформаційну технологію для аналізу окремих клітин, ми виявили, що деякі клітини мозку старші за інші», — сказав Чжун. Він пояснив, що люди з хворобою Альцгеймера мають більшу кількість цих старих клітин мозку порівняно зі здоровими людьми.
Дослідники вважають, що це відкриття може допомогти розробити нові методи лікування хвороби Альцгеймера.
«Якщо ми зможемо ідентифікувати нерегульовані гени в цих старих клітинах і зрозуміти їхні функції в локальній структурі хроматину, ми також зможемо ідентифікувати нові потенційні терапевтичні цілі», — сказав перший автор дослідження Сінчжао Вень, доктор філософії з біоінформатики в лабораторії Чжуна.
Дослідження також виявило статеві відмінності в старінні клітин мозку. У корі головного мозку жінок дослідники виявили більш високе співвідношення старих олігодендроцитів і старих нейронів. Олігодендроцити - це тип клітин мозку, які утворюють захисний шар навколо нейронів. Враховуючи їхню критичну роль у підтримці нормальної функції мозку, збільшення кількості старих олігодендроцитів може посилити зниження когнітивних функцій.
«Непропорційна присутність старих олігодендроцитів у корі головного мозку жінок може пролити нове світло на підвищені ризики нейродегенеративних і психіатричних розладів, які спостерігаються у жінок», — сказав Вень.
Далі дослідники працюватимуть над подальшою оптимізацією MUSIC, щоб використовувати її для визначення факторів, таких як регуляторні гени та генетичні ланцюги, які відповідають за прискорене старіння певних клітин мозку.
«Потім ми розробимо стратегії придушення активності цих генів або ланцюгів, сподіваючись уповільнити старіння мозку», — сказав Чжун.
Докладно результати роботи описані в статті, опублікованій в журналі Nature.