Science: с возрастом иммунные клетки мозга заменяются моноцитами

Международная группа ученых под руководством генетика Бин Рена из Колумбийского университета совершила прорыв в понимании процессов старения человеческого мозга.

В ходе масштабного исследования, результаты которого опубликованы в престижном журнале Science, было установлено, что примерно с 50 лет в центральном органе нервной системы человека происходит радикальная замена ключевых иммунных клеток, что, вероятно, является биологической основой возрастного снижения когнитивных способностей. Ученые проанализировали почти 320 тысяч клеток гиппокампа — критически важной области мозга, отвечающей за память, обучение и пространственную ориентацию. Материал был собран у 40 здоровых доноров в возрасте от 20 до 95 лет, а анализ проводился с использованием передовых методов генетического, эпигенетического профилирования и трехмерного картирования генома.

Главным и неожиданным открытием стало поведение микроглий — иммунных клеток мозга, которые традиционно считались долгоживущими, формирующимися еще до рождения и сохраняющимися на протяжении всей жизни. Но новые данные опровергают эти данные. Исследование показало, что в возрастном промежутке между 50 и 75 годами значительная часть исходных, резидентных микроглий замещается моноцитами — клетками, мигрирующими в мозг из кровотока.

К 80 годам такие клетки-«пришельцы» становятся доминирующей популяцией в большинстве изученных участков мозга. Ключевое отличие этих новых клеток заключается в том, что они несут более выраженные воспалительные сигнатуры, что проливает свет на давнюю загадку: почему с возрастом хроническое воспаление мозга становится все более распространенным явлением. Это открытие напрямую связывает возрастную смену иммунных клеток с развитием нейродегенеративных заболеваний, включая болезнь Альцгеймера.

Помимо микроглий, ученые зафиксировали и другие возрастные изменения. Оказалось, что количество астроцитов — звездчатых клеток, которые выполняют функцию питания нейронов и поддержания гематоэнцефалического барьера — в гиппокампе неуклонно снижается с годами. Причем у выживших клеток падает активность генов, отвечающих за производство энергии, что неизбежно сказывается на общем метаболизме нервной ткани.

Кроме того, исследователи обнаружили, что с возрастом постепенно нарушается трехмерная организация ДНК внутри клеточных ядер практически во всех типах клеток мозга. Важно отметить, что многие из этих изменений происходили не плавно, а имели четкий критический порог, наступающий около 50 лет, когда активность генов и эпигенетические маркеры начинали меняться особенно резко и стремительно.

Соавтор работы, нейробиолог Сянминь Сюй из Калифорнийского университета, отметил, что понимание этих клеточных переходов может открыть новые горизонты для разработки терапевтических стратегий. Теперь ученые знают, на какой именно механизм следует воздействовать, чтобы сохранить функцию мозга в пожилом возрасте и снизить уязвимость к разрушительным нейродегенеративным заболеваниям. 

Читайте материалы на данную тему: "Диетолог предупредила об утренних последствиях сытного ужина"

"Эндокринолог назвал простую привычку, способную улучшить здоровье"

"МК" в MAX: главные новости — быстро, честно, рядом".