Ученые Стэнфордского университета выявили причину, почему нейральные стволовые клетки в мозге взрослого человека становятся менее активными в процессе старения. Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature, показали, что это связано с метаболическими изменениями и нарушениями в транспорте глюкозы в мозге.
Нейральные стволовые клетки играют ключевую роль в производстве новых нейронов, но с возрастом их активность снижается. Это явление связано с белком GLUT4 — транспортером глюкозы, который в стареющих клетках накапливается в избыточных количествах. Избыток глюкозы способствует поддержанию клеток в неактивном состоянии, что ограничивает нейрогенез — процесс создания новых нейронов.
Для своего исследования ученые использовали технологию CRISPR, чтобы отключить гены, ответственные за активацию нейральных стволовых клеток. В экспериментах на старых мышах было выявлено более 300 генов, связанных с этой функцией, из которых 10 оказались наиболее перспективными. Отключение гена GLUT4 показало значительное увеличение активности стволовых клеток.
В ходе экспериментов ученые наблюдали более чем двукратное увеличение количества новорожденных нейронов в мозге старых мышей. Эти нейроны не только размножались, но и успешно мигрировали в обонятельную луковицу, где происходила их дальнейшая дифференциация и формирование новых клеток. Таким образом, была подтверждена способность стволовых клеток к нейрогенезу в пожилом возрасте при активации нужных генов.
Также были найдены другие гены, связанные с первичными ресничками клеток, которые играют важную роль в восприятии и передаче сигналов в мозге. Эти реснички также могут влиять на состояние покоя и метаболизм стволовых клеток, что открывает новые перспективы для изучения их роли в нейрогенезе.
Исследование предполагает возможность разработки фармацевтических и генетических методов для активации роста новых нейронов в старом или поврежденном мозге. Открытие пути, связанного с метаболизмом глюкозы, также предоставляет возможность для простых поведенческих вмешательств, таких как изменение диеты, что может помочь активировать нейрогенез.