logo

Пользовательского поиска

Saturday 26th of May 2018

Исследование на мышах дает новые ключи к пониманию возрастного снижения когнитивных способностей

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 1
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Старение
Автор: Administrator   
28.05.2014 20:30

 

2

(Фото: ensintesis.com.mx)


Ученые Школы медицины Университета Вашингтона в Сент-Луисе (Washington University School of Medicine in St. Louis) сделали открытие, имеющее большое значение для понимания феномена снижения когнитивных способностей, наблюдаемого в процессе старения и при нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера и рассеянный склероз. В экспериментах на старых мышах они показали, что в клетках головного мозга, ответственных за поддержание общей структуры органа и за выполнение сложных когнитивных функций, снижаются уровни кофермента НАД (никотинамидадениндинуклеотид, NAD) – молекулы, необходимой для преобразования энергии поступающих с пищей веществ в форму, доступную клеткам.


Результаты этой работы опубликованы в The EMBO Journal, журнале, издаваемом Европейской организацией молекулярной биологии (European Molecular Biology Organization), и в The Journal of Neuroscience.

«Мы заинтересовались тем, как клетки синтезируют НАД и какое значение это имеет для их функций, особенно в контексте старения и долголетия», - говорит старший автор обеих статей профессор биологии развития, профессор медицины Шин-ихиро Имаи (Shin-ichiro Imai), MD, PhD. «Нам, например, известно, что в таких тканях, как мышцы и жир, уровни НАД с возрастом падают. Мы хотели выяснить, происходит ли то же самое в головном мозге».

Исследователи сосредоточили свое внимание на двух типах клеток головного мозга – нейральных стволовых клетках взрослого организма, ответственных за поддержание запаса нейронов и клеток, обеспечивающих их функцию, и нейронах переднего мозга, играющих важнейшую роль в решении сложных когнитивных задач.

В The EMBO Journal они сообщают, что с возрастом уровни НАД снижаются в гиппокампе мышей – жизненно важной для когнитивных функций области головного мозга. Чтобы выяснить, что произойдет при отключении синтеза НАД в нейральных стволовых клетках взрослых мышей, ученые использовали генетические методики.

«Нейральные стволовые клетки дорого обходятся метаболизму, и можно ожидать, что они особенно чувствительны к потере источника энергии», - говорит постдокторант профессора Имаи Лиана Робертс Стейн (Liana Roberts Stein), PhD, первый автор статьи.

Шин-ихиро Имаи (Shin-ichiro Imai), MD, PhD, и Лиана Робертс Стейн (Liana Roberts Stein), PhD, доказали, что у старых мышей в нейральных стволовых клетках и нейронах переднего мозга снижен уровень НАД.

 

Шин-ихиро Имаи (Shin-ichiro Imai), MD, PhD, и Лиана Робертс Стейн (Liana Roberts Stein), PhD, доказали, что у старых мышей в нейральных стволовых клетках и нейронах переднего мозга снижен уровень НАД. (Фото: Washington University School of Medicine in St. Louis)

 

 

 

По данным Имаи и Стейн, существуют четыре пути синтеза НАД, но исследователи сосредоточили свое внимание только на одном. Они хотели выяснять, действительно ли изученным ими клеткам необходим именно этот путь – давний фокус исследований лаборатории профессора Имаи – или он может быть заменен другими путями.

Данный путь начинается с никотинамида – витамина группы В. Клетки получают никотинамид из пищи и, с помощью белка Nampt (nicotinamide phosphoribosyltransferase), синтезируют молекулу NMN (nicotinamide mononucleotide), из которой в дальнейшем синтезируется НАД. Когда доктор Стейн удалила Nampt из нейральных стволовых клеток, произошел целый ряд важных изменений: уровни НАД упали, и клетки перестали делиться, самообновляться и потеряли способность образовывать олигодендроциты, изолирующие аксоны – «провода», передающие электрические сигналы по всему мозгу. С ослаблением изоляции передача сигналов замедляется, что нарушает функцию мозга.

Имаи и Стейн указывают на возможное терапевтическое значение этого открытия, особенно в свете того, что известно о снижении когнитивных функций в процессе старения и при определенных заболеваниях.

«Уже известно, что с возрастом фактически не происходит большого сокращения популяции нейронов в целом», - говорит доктор Стейн. «Но очень значительно сокращается объем белой материи, которая в основном состоит из клеток, функционирующих при изоляции аксонов. Этот путь может быть актуален и при заболеваниях, связанных с потерей клеток, которые создают эту изоляцию, таких как рассеянный склероз».

Кроме того, Имаи и Стейн смогли предотвратить потерю нейральных стволовых клеток, не синтезирующих Nampt, давая мышам NMN – следующую молекулу в цепочке, ведущей к НАД.

«Мы давали старым мышам NMN с питьевой водой в течение 12 месяцев», - рассказывает доктор Стейн. «И при относительно высокой дозе наблюдали сохранение пула нейральных стволовых клеток».

Профессор Имаи считает это открытие очень интересным, так как оно предполагает возможность создания в будущем пищевой добавки, обеспечивающей организм NMN.

 

Нейральные стволовые клетки дифференцируются в три типа клеток: нейроны (фиолетовые), олигодендроциты (красные), создающие изоляцию аксонов, и астроциты (зеленые), также поддерживающие нейроны. Ядра клеток показаны синим.

 

Нейральные стволовые клетки дифференцируются в три типа клеток: нейроны (фиолетовые), олигодендроциты (красные), создающие изоляцию аксонов, и астроциты (зеленые), также поддерживающие нейроны. Ядра клеток показаны синим. (Фото: Liana Roberts Stein, PhD)

 

 

 

«Мы думаем, что молекула NMN может оказывать аналогичное действие и на организм человека», - говорит Имаи. «Действительно ли она эффективна, покажут будущие клинические испытания».

Помимо сохранения популяции стволовых клеток и обеспечения мозга клетками всех типов, НАД жизненно необходим и для когнитивных процессов как таковых.

В статье, опубликованной в журнале The Journal of Neuroscience, ученые сообщают, что реализация нормальных когнитивных функций нейронами переднего мозга мышей в значительной степени зависит от НАД. На этот раз вместо удаления Nampt в стволовых клетках Стейн удалила этот белок только в нейронах переднего мозга. Все остальные клетки, включая олигодендроциты, оставались нормальными.

Без Nampt и его конечного продукта, НАД, в нейронах переднего мозга поведение мышей претерпело резкие изменения.

«Мыши были крайне гиперактивны, с двукратным повышением уровней активности», - комментирует доктор Стейн. «Кроме того, они потеряли чувство страха. Эти мыши, похоже, не чувствовали или не боялись потенциально опасных ситуаций, и у них наблюдались значительные нарушения памяти».

Эти нейроны, подчеркивает доктор Стейн, находятся в области мозга, особенно предрасположенной к развитию нейродегенеративных заболеваний – от болезни Альцгеймера до инсульта.

«Возможно, что за чрезвычайную подверженность таким заболеваниям ответственна зависимость этих нейронов от Nampt», - говорит она. «Было бы интересно смоделировать некоторые из этих болезней у мышей и посмотреть, оказывает ли восполнение NMN какое-либо положительное воздействие на их поведение или память».

«Пока мы не провели такого исследования, - добавляет профессор Имаи, - но это то направление, в котором движется вся эта область».

 

 

По материалам

Mouse study offers new clues to cognitive decline

 

Оригинальные статьи

Liana R Stein, Shin-ichiro Imai. Specific ablation of Nampt in adult neural stem cells recapitulates their functional defects during aging

L. R. Stein, D. F. Wozniak, J. T. Dearborn, S. Kubota, R. S. Apte, Y. Izumi, C. F. Zorumski, S.-i. Imai. Expression of Nampt in Hippocampal and Cortical Excitatory Neurons Is Critical for Cognitive Function

 

© «Исследование на мышах дает новые ключи к пониманию возрастного снижения когнитивных способностей». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на страницу Старение. Письменное разрешение обязательно.

 

 

Еще о старении


Нокаут гена FAT10 у мышей замедляет процесс старения без видимых побочных эффектов

Антиоксиданты в борьбе со старением

Стероидный гормон поможет бороться с возрастными заболеваниями

Сборка и разборка теломеразного комплекса – новый механизм гомеостаза теломер

За старение мозга «расписался» бета-интерферон

Длина теломер контролирует экспрессию генов

Как же все-таки работает ресвератрол?

Препарат на основе иммуносупрессора рапамицина обращает вспять возрастное ослабление иммунитета

Новый класс антивозрастных препаратов – сенолитики

Белковые агрегаты защищают стареющую клетку

 

 

Related Articles:
 
OZON.ru

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday498
mod_vvisit_counterYesterday511
mod_vvisit_counterThis week4232
mod_vvisit_counterLast week4698
mod_vvisit_counterThis month16722
mod_vvisit_counterLast month17905
mod_vvisit_counterAll days4000104

We have: 39 guests, 1 members, 6 bots online
Your IP: 54.80.82.9
 , 
Today: Май 26, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.