Новое исследование показало, что наличие одного варианта определенной формы гена KLOTHO, известного, как «ген продолжительности жизни», связано с повышенным уровнем познавательных способностей у человека, независимо от возраста или пола. Кроме того, повышение уровня белка, кодируемого этим геном, у мышей привело к улучшению их способностей к решению задач, требующих хорошей памяти и обучаемости. Отчет о результатах исследования, который был опубликован в Cell Reports, может стать отправной точкой для создания метода лечения пациентов, страдающих от когнитивных нарушений, например тех, которые вызваны болезнью Альцгеймера.
Население Земли стареет и растет количество людей, страдающих от возрастных болезней, многие из которых вызывают снижение когнитивных функций. Считается, что к 2040 году более 80 миллионов человек во всем мире будут страдать от возрастных проблем с памятью. Кроме того, число людей, страдающих деменцией, по прогнозам, будет удваиваться каждые 20 лет. Старение является управляемым процессом, но в настоящее время неизвестно, будет ли рост продолжительности жизни сопровождаться успехами в сохранении когнитивных способностей пожилых людей.
Уже некоторое время известно, что белок Klotho является регулятором старения, и его избыточная экспрессия продлевает продолжительность жизни мышей. Люди, которые обладают тем вариантом гена KLOTHO, который называется KL-VS, имеют более высокий уровень содержания белка Klotho в серозной жидкости и, как правило, живут дольше и меньше страдают от возрастных заболеваний сердца. Однако не было исследовано влияние повышенного содержание этого белка на когнитивные функции стареющих людей.
Ученые протестировали различные когнитивные навыки более 700 участников исследования в возрасте от 52 до 85 лет, ни один из которых не показывал признаков слабоумия. Вариант «гена долголетия» KL-VS был приблизительно у 25% испытуемых. И хотя снижение умственных способностей с увеличением возраста показали все участники эксперимента, обладатели KL-VS показывали лучшие результаты в прохождении когнитивных тестов, по сравнению с теми, у кого другой вариант гена KLOTHO.
Следующим шагом ученых стало создание генетически измененных мышей со сверхэкспрессией белка Klotho. Такие мыши не только прожили дольше, чем мыши контрольной группы, но они также показывали лучшие результаты в тестах на память и обучаемость на протяжении всей жизни. Кроме того, повышение уровня Klotho привело к изменениям в двух областях мозга, критически важных для познания — гиппокампе и коре.
Клетки головного мозга связываются друг с другом с помощью молекул, называемых нейротрансмиттерами через небольшой промежуток между нейронами, который называется синапс. Одним из таких передатчиков является глутамат, который связывается с синаптическими рецепторами, такими как рецептор NMDA. Обучение и память укрепляет синаптические связи и включает согласованную деятельность этих рецепторов и глутамата. С возрастом эти функции ослабевают.
Ученые обнаружили, что у модифицированных мышей больше специфических субъединиц рецептора NMDA, называющихся GluN2B, в синапсах гиппокампа и коры в сравнении с контрольными мышами. Это субъединицы, как известно, играют основную роль в процессах обучения и памяти. Кроме того, когда исследователи использовали препарат, препятствующий работе GluN2B, они устранили влияние Klotho на процесс запоминания и обучения.
Собранные вместе, результаты исследований показывают, что наряду с продлением жизни, Klotho полезен для синаптических и когнитивных функций. «Это может быть важным шагом к возможности помочь миллионам людей во всем мире, страдающих от болезни Альцгеймера и других видов деменции, — говорит Дена Дюбал, ведущий автор исследования, доцент неврологии в Калифорнийском университете, Сан-Франциско. — Если мы найдем способ увеличить функциональные способности мозга, мы сможем противостоять деменции».
