Новые публикации
«Карта MUSIC» показывает, что некоторые клетки мозга стареют быстрее
Последняя редакция: 14.06.2024
Весь контент Web2Health проверяется медицинскими экспертами, чтобы обеспечить максимально возможную точность и соответствие фактам.
У нас есть строгие правила по выбору источников информации и мы ссылаемся только на авторитетные сайты, академические исследовательские институты и, по возможности, доказанные медицинские исследования. Обратите внимание, что цифры в скобках ([1], [2] и т. д.) являются интерактивными ссылками на такие исследования.
Если вы считаете, что какой-либо из наших материалов является неточным, устаревшим или иным образом сомнительным, выберите его и нажмите Ctrl + Enter.
Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего обнаружили, что некоторые клетки мозга стареют быстрее других, и они непропорционально обильны у людей, страдающих болезнью Альцгеймера. Кроме того, исследователи наблюдали различия в процессе старения определенных клеток мозга в зависимости от пола: в коре головного мозга у женщин наблюдается более высокая доля "старых" олигодендроцитов по сравнению с "старыми" нейронами по сравнению с корой у мужчин.
Эти открытия стали возможными благодаря новой технике под названием MUSIC (mapping of nucleic acid interactions in single cells), которая позволяет исследователям заглядывать внутрь отдельных клеток мозга и картировать взаимодействия между хроматином — плотно свернутой формой ДНК — и РНК. Эта техника позволяет визуализировать эти взаимодействия на уровне отдельных клеток, а также изучать, как они влияют на экспрессию генов.
«MUSIC — это мощный инструмент, который позволяет нам глубже изучить сложные аспекты болезни Альцгеймера», — сказал старший автор исследования Шэн Чжун, профессор кафедры биоинженерии имени Шу Чиен-Гена Лая в Инженерной школе Джейкобса при Калифорнийском университете в Сан-Диего.
«Эта технология имеет потенциал для раскрытия новых молекулярных механизмов, лежащих в основе патологии болезни Альцгеймера, что может проложить путь к более целенаправленным терапевтическим вмешательствам и улучшению результатов для пациентов».
Человеческий мозгсодержит сложную сеть клеток, которые общаются и взаимодействуют сложным образом. В каждой из этих клеток происходит динамичное взаимодействие генетических компонентов, включая хроматин и РНК, которые определяют важнейшие клеточные функции. По мере роста и старения клеток мозга эти взаимодействия между хроматином и РНК меняются. И в каждой клетке эти комплексы могут сильно различаться, особенно в зрелых клетках. Однако разгадать тонкости этих взаимодействий оставалось сложной задачей.
На помощь пришла техника MUSIC, предоставляющая возможность заглянуть во внутреннюю работу отдельных клеток мозга. С использованием MUSIC команда Чжуна анализировала посмертные образцы мозга, в частности ткани лобной коры человека, полученные от 14 доноров в возрасте 59 лет и старше, некоторые из которых страдали болезнью Альцгеймера, а некоторые — нет.
Они обнаружили, что разные типы клеток мозга демонстрируют различные паттерны взаимодействия между хроматином и РНК. Интересно, что клетки с меньшим количеством коротких взаимодействий хроматина, как правило, проявляли признаки старения и болезни Альцгеймера.
«С помощью этой трансформирующей технологии для анализа отдельных клеток мы обнаружили, что некоторые клетки мозга старше других», — сказал Чжун. Он пояснил, что у людей с болезнью Альцгеймера было большее количество таких старых клеток мозга по сравнению со здоровыми людьми.
Исследователи считают, что это открытие может помочь в разработке новых методов лечения болезни Альцгеймера.
«Если мы сможем идентифицировать дисрегулированные гены в этих старых клетках и понять их функции в локальной структуре хроматина, мы также сможем выявить новые потенциальные терапевтические мишени», — сказал первый автор исследования Синчжао Вэнь, кандидат наук в области биоинформатики в лаборатории Чжуна.
Исследование также выявило половые различия в старении клеток мозга. В коре головного мозга у женщин исследователи обнаружили более высокое соотношение старых олигодендроцитов к старым нейронам. Олигодендроциты — это тип клеток мозга, которые образуют защитный слой вокруг нейронов. Учитывая их критическую роль в поддержании нормальной функции мозга, увеличенное количество старых олигодендроцитов может усилить когнитивный спад.
«Непропорциональное присутствие старых олигодендроцитов в коре головного мозга у женщин может пролить новый свет на повышенные риски нейродегенеративных и психических расстройств, наблюдаемые у женщин», — сказал Вэнь.
Следующим этапом исследователи будут работать над дальнейшей оптимизацией MUSIC, чтобы использовать его для выявления факторов — таких как регуляторные гены и генетические цепи, — которые ответственны за ускоренное старение в определенных клетках мозга.
«Затем мы разработаем стратегии для подавления активности этих генов или цепей, надеясь замедлить старение мозга», — сказал Чжун.
Результаты работы подробно описаны в статье, опубликованной в журнале Nature.