Как сообщает редакция новостного портала «Нейрофокус», процесс старения оказывает наиболее выраженное воздействие на гиппокамп – область мозга, ответственную за обучение и формирование воспоминаний. Исследователям из Калифорнийского университета в Сан-Франциско удалось идентифицировать ключевой молекулярный фактор, лежащий в основе этого возрастного угасания функций.
Содержание
Белок FTL1 как маркер и драйвер старения
В ходе масштабного исследования, направленного на выявление последовательных возрастных изменений, учёные проводили мониторинг трансформаций в генах и белках гиппокампа мышей на протяжении длительного периода. Среди множества проанализированных биомолекул лишь одна демонстрировала устойчивую и существенную разницу между молодыми и пожилыми особями. Этим белком оказался FTL1, чья концентрация была значительно повышена у старых животных.
Повышенный уровень FTL1 коррелировал с наблюдаемыми физиологическими и когнитивными дефицитами: у мышей старшего возраста отмечалось сокращение количества нейронных связей в гиппокампе, а также ухудшение результатов в поведенческих тестах на память.
Экспериментальное подтверждение роли FTL1
Для установления причинно-следственной связи научная группа искусственно повысила концентрацию FTL1 в мозге молодых грызунов. Полученный эффект оказался поразительным: архитектура и функциональность их мозга начала напоминать таковую у старых особей, что незамедлительно отразилось на поведении, продемонстрировавшем признаки когнитивного спада.
Лабораторные эксперименты на клеточных культурах позволили детализировать механизм воздействия. Нейроны, генетически модифицированные для сверхэкспрессии FTL1, формировали упрощённые, малоразветвлённые структуры, лишённые сложных сетей отростков, характерных для здоровых, функционально полноценных клеток.
Потенциал для обращения возрастных изменений вспять
Наиболее интригующие результаты были получены, когда исследователи понизили уровень FTL1 у пожилых мышей. У этих животных зафиксировали явные признаки восстановления: плотность нейронных связей возросла, а показатели в тестах на память значительно улучшились.
«Это действительно обращение вспять процессов старения в значительном масштабе», — прокомментировал открытие Саул Вилледа, доктор философии, заместитель директора Научно-исследовательского института старения Бакара UCSF и старший автор статьи, опубликованной в журнале Nature Aging. По его словам, наблюдаемый эффект выходит далеко за рамки простой отсрочки или смягчения симптомов.
Метаболический аспект и терапевтические перспективы
Дальнейший анализ показал, что FTL1 также оказывает влияние на энергетический метаболизм мозга. Его высокий уровень у старых мышей был ассоциирован со снижением клеточного метаболизма в гиппокампе. Примечательно, что обработка клеток определёнными соединениями, выступающими в роли мощных антиоксидантов, позволила предотвратить негативные эффекты, индуцированные белком.
Обнаруженные взаимосвязи открывают новые пути для разработки терапевтических стратегий, направленных на борьбу с возрастным снижением когнитивных функций, вселяя надежду на создание в будущем эффективных методов лечения.
Вилледа считает, что эти результаты могут проложить путь к методам лечения, направленным на FTL1 и противодействующим его последствиям в мозге.
«Мы видим больше возможностей, помогающих снизить последствия старости», — сказал он. — сказал он. «Это обнадеживающее время для работы над биологией старения».
Авторы и финансирование
Другими авторами UCSF являются Лаура Ремесал, доктор философии, Джулиана Сухаров-Коста, Каришма Дж. Б. Пратт, доктор философии, Грегор Биери, доктор философии, Эмбер Филп, доктор философии, Мейсон Фан, Туран Агаев, доктор медицинских наук, доктор философии, Чарльз В. Уайт III, доктор философии, Элизабет Г. Уитли, доктор философии, Брэндон Р. Десуза, Иша Х. Цзян, Джейсон К. Мейнард, доктор философии, и Альма Л. Берлингейм, доктор философии. Все авторы читают статью.
Эта работа частично финансировалась Фондом Саймонса, Фондом семьи Бакара, Национальным комплексным фондом, Фондом Хиллблома, Научно-исследовательским институтом старения Бакара, Марком и Линн Бениофф и Национальными институтами здравоохранения (AG081038, AG067740, AG062357, P30 ДК063720). Обо всем финансировании см. в документе.