Ученые обнаружили способную защитить память от возрастных изменений молекулу
С возрастом мозгу становится сложнее поддерживать связи между нервными клетками, а воспалительные процессы и нарушения обмена жиров могут ускорять ухудшение памяти. Однако некоторые биологические механизмы, по-видимому, помогают мозгу противостоять этим изменениям. Исследователи обнаружили ген, связанный с сохранением когнитивных функций при старении. О том, как он может защищать мозг и какое значение это открытие имеет для изучения болезни Альцгеймера, — в материале «Известий».
Молекула, которая связана с устойчивостью мозга к старению
Ученые искали гены, активность которых меняется в ответ на потерю синапсов в гиппокампе мышей. Эта область мозга играет важную роль в формировании и сохранении воспоминаний. В ходе работы исследователи обнаружили Pla2g2f, который кодирует секретируемый фермент — фосфолипазу. До этого исследования роль гена в работе мозга оставалась неизвестной. Работа опубликована в журнале Nature Neuroscience.
Исследователи установили, что уровень Pla2g2f повышается в гиппокампе по мере старения, а также при воспалительных процессах в мозге. Подобную связь обнаружили и у пожилых людей, у которых были признаки патологических изменений, характерных для болезни Альцгеймера, но при этом сохранялись когнитивные функции. Это наблюдение помогло ученым изучить возможную роль гена в устойчивости мозга к возрастным изменениям.
Как старение влияет на память и работу мозга
Один из признаков возрастного ухудшения когнитивных функций — потеря синапсов, связей между нервными клетками. Особенно важны эти изменения в гиппокампе, который участвует в процессах памяти. Одновременно в стареющем мозге могут усиливаться воспаление и нарушения липидного обмена — процессов, с помощью которых клетки перерабатывают и используют жиры.
Одним из участников этих процессов выступает микроглия — иммунные клетки центральной нервной системы. Они помогают поддерживать здоровье мозговой ткани, удалять клеточные отходы и сохранять нормальную работу синапсов. Однако с возрастом внутри микроглии могут накапливаться липидные капли. По данным авторов исследования, это связано со снижением способности клеток очищать ткань от отходов, поддерживать синапсы и помогать нейронам.
Такие изменения могут ускорять когнитивное снижение и повышать риск состояний, связанных с ухудшением памяти, в том числе легких когнитивных нарушений и болезни Альцгеймера. Поэтому ученые изучают не только механизмы повреждения мозга, но и биологические процессы, которые могут противодействовать этим изменениям.
Как изменение уровня Pla2g2f повлияло на мозг мышей
Чтобы выяснить, какую роль играет ген, исследователи использовали генетические и вирусные инструменты для снижения или повышения уровня Pla2g2f в мозге стареющих мышей. Когда уровень гена уменьшали, усиливались сразу несколько признаков старения мозга: потеря синапсов, воспаление, нарушения липидного обмена и накопление липидных капель в нейронах и микроглии. Также ухудшалось созревание новых клеток мозга и возникали нарушения памяти.
При повышении уровня Pla2g2f многие из этих изменений, напротив, ослабевали, а память лучше сохранялась. В частности, увеличение уровня гена у мышей среднего возраста — до появления выраженного когнитивного снижения — меняло дальнейшую динамику возрастной потери памяти.
Исследователи также изучили действие Pla2g2f на человеческих микроглиальных клетках. Повышение активности гена уменьшало накопление липидных капель и эфиров холестерина — двух особенностей, которые часто наблюдаются в микроглии при болезни Альцгеймера. Этот результат указывает на связь Pla2g2f с процессами липидного обмена, но сам по себе не доказывает, что воздействие на ген позволит сохранить память у людей.
Может ли открытие помочь при болезни Альцгеймера
Возраст остается главным фактором риска болезни Альцгеймера. Результаты исследования позволяют предположить, что Pla2g2f может участвовать в механизмах, которые помогают мозгу сохранять устойчивость к возрастным изменениям. Если ученым удастся подтвердить эту роль и научиться безопасно воздействовать на соответствующий процесс, он может стать одним из направлений будущих исследований когнитивного снижения.
Авторы работы рассматривают повышение активности Pla2g2f как потенциальную стратегию для поддержания когнитивных функций и возможного отсрочивания или предотвращения легких когнитивных нарушений и болезни Альцгеймера. Сейчас исследователи изучают способы безопасно повышать уровень гена в стареющем мозге и при болезни Альцгеймера.
При этом результаты пока не означают, что найден способ лечения или профилактики деменции. Эксперименты на мышах и исследования человеческих микроглиальных клеток не заменяют клинических испытаний. Чтобы оценить перспективы такого подхода, ученым предстоит выяснить, можно ли безопасно воздействовать на Pla2g2f в организме человека и приведет ли это к сохранению памяти и других когнитивных функций.
