Учёные из Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна (Albert Einstein College of Medicine) обнаружили, что стволовые клетки гипоталамуса управляют скоростью старения организма. Открытие было сделано на мышах, но теоретически оно может привести к появлению новых стратегий борьбы с возрастными заболеваниями и продления жизни. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
Известно, что гипоталамус регулирует различные процессы в организме. Им, в частности, регулируется рост, развитие, размножение и обмен веществ. В работе, которая была напечатана в Nature в 2013 г., исследователи из колледжа Эйнштейна обнаружили, что и процессы старения в теле также подчиняются гипоталамусу. Теперь учёным удалось обнаружить небольшую группу клеток, управляющих старением. Ими оказались нейрональные стволовые клетки, известные своей способностью управлять формированием новых нейронов.
«Наше исследование показало, что со временем численность нейрональных стволовых клеток в гипоталамусе сокращается, и этот факт ускоряет старение, — рассказывает ведущий автор исследования доктор Дуншэн Цай (Dongsheng Cai), профессор молекулярной фармакологии. — Но мы также обнаружили, что воздействие этой потери обратимо. Восстановление клеточного пула или поступление молекул, вырабатываемых этими клетками, способно замедлить процесс старения и даже обратить вспять многие из его эффектов».
Когда учёные решили выяснить, действительно ли стволовые клетки гипоталамуса играют ключевую роль в старении, они сначала заинтересовались судьбой этих клеток у здоровых стареющих мышей. Оказалось, что численность стволовых клеток начинает снижаться примерно в 10-месячном возрасте, за несколько месяцев до появления первых признаков старения. «К старости — примерно к двум годам, если речь идёт о мышах, — большая часть этих клеток уже исчезает», — добавляет доктор Кай.
Затем исследователи задались вопросом, является ли потеря нейрональных стволовых клеток причиной старения или просто идёт параллельно с ним. Поэтому в рамках эксперимента учёные выборочно разрушили стволовые клетки гипоталамуса у мыши среднего возраста. Это ускорило процессы старения по сравнению с животными из контрольной группы. Кроме того, мыши, клетки которых были уничтожены, скончались раньше, чем обычно.
Но может ли добавление клеток в гипоталамус противостоять старению? Чтобы ответить на этот вопрос, учёные пересадили стволовые клетки как мышам, собственные клетки которых были уничтожены, так и обычным мышам, не подвергавшимся специальным процедурам. Лечение замедлило или обратило вспять процесс старения у животных из обеих групп
Доктор Цай и его коллеги обнаружили, что «антивозрастной» эффект нейрональных стволовых клеток объясняется их способностью вырабатывать микроРНК. Этот тип РНК не участвует в синтезе белков, но играет ключевую роль в управлении экспрессией генов. МикроРНК была упакована в небольшие частицы, экзосомы, которые выделялись в спинномозговую жидкость мышей. Исследователи выделили экзосомы из клеток и впрыснули их в спинномозговую жидкость двух групп мышей. Все животные были среднего возраста, а группы отличались тем же, чем и в предыдущих экспериментах — у части животных стволовые клетки гипоталамуса были избирательно уничтожены. В обеих группах инъекция микроРНК замедлила старение — это было продемонстрировано при помощи анализа тканей и проведения специальных тестов поведения. В ходе тестов учёные оценивали мышечную выносливость, координацию движений, социальное поведение и способности к обучению.
Теперь исследователи анализируют выделяемые стволовыми клетками соединения, пытаясь идентифицировать отдельные типы микроРНК и, возможно, другие вещества, обладающие способностью замедлять старение. В случае успеха это может стать важной вехой в борьбе со старением и возрастными заболеваниями.
