В новом исследовании, опубликованном в Cell Stem Cell , группа ученых под руководством доктора философии Майкла Бонагиди из USC Stem Cell демонстрирует, что нервные стволовые клетки — стволовые клетки нервной системы — быстро стареют.
«Есть хронологическое старение и есть биологическое старение , и это не одно и то же», — сказал Бонагиди, доцент кафедры биологии стволовых клеток и регенеративной медицины, геронтологии и биомедицинской инженерии Медицинской школы им. Кека при Университете Южной Калифорнии. «Нас интересует биологическое старение нервных стволовых клеток, которые особенно уязвимы для разрушительного воздействия времени. Это имеет последствия для нормального когнитивного снижения, которое большинство из нас испытывает по мере взросления, а также для деменции, болезни Альцгеймера. , эпилепсия и черепно-мозговые травмы «.
В исследовании первый автор Альбина Ибраева, к.э.н. Кандидат в лабораторию Бонагиди в Центре регенеративной медицины и исследования стволовых клеток им. Эли и Эдит Брод при Университете Южной Калифорнии присоединилась к своим коллегам в изучении мозга молодых, средних и старых мышей .
Прослеживая отдельные нервные стволовые клетки или NSC в течение нескольких месяцев, они идентифицировали «краткосрочные NSC», которые быстро дифференцируются в более специализированные нейроны, и «долгосрочные NSC», которые постоянно делятся и реплицируются для поддержания постоянного резерв стволовых клеток со способностью генерировать множество различных типов клеток в головном мозге. Эта ключевая популяция долгоживущих НСК делится реже и не может поддерживать свою численность по мере старения мышей.
Затем ученые исследовали тысячи генов в долгоживущих НСК, которые делятся реже и перешли в неактивное состояние, известное как покой. Активность генов покоящихся НСК сильно различалась у животных молодого и среднего возраста. Как и ожидалось, произошли изменения в генах, которые контролируют, как делятся долгосрочные НСК, а также генерируют новые нейроны и другие клетки мозга. Примечательно, что в более молодом возрасте произошло много важных изменений в активности генов, связанных с биологическим старением, чем предполагалось. Эти гены, способствующие старению, усложняют клеткам восстановление повреждений их ДНК, регулирование их генетической активности, контроль воспаления и преодоление других стрессов.
Среди генов, способствующих старению, ученых больше всего заинтриговал Abl1, который сформировал центр сети взаимосвязанных генов.
«Нас интересовал ген Abl1, потому что никто никогда не изучал его роль в биологии нервных стволовых клеток — будь то в развитии или в старении», — сказала Ибраева.
Используя существующий, одобренный FDA химиотерапевтический препарат под названием Иматиниб, ученые могут легко подавить активность гена Abl1. Ученые давали мышам старшего возраста иматиниб в течение шести дней. После того, как лекарство заблокировало активность гена Abl1, NSC начали больше делиться и размножаться в гиппокампе, части мозга, ответственной за обучение и память.