Varför åldras våra hjärnor? Dessa gener kan innehålla svaret
Varför åldras våra hjärnor? Och kan vi göra något åt det? Ny forskning gräver in i dessa frågor genom att undersöka de genetiska kuggarna som spelas i den komplexa mekanismen för åldersrelaterad kognitiv nedgång.
Forskare som arbetar vid Babraham Institute i Cambridge, Storbritannien, i samarbete med kollegor vid Sapienza University i Rom, Italien, har precis kommit mycket närmare att avslöja hjärnans åldrande.
Naturligtvis visste forskare redan några saker om vad som händer i hjärnan när vi åldras. Det är till exempel känt att nervceller och andra hjärnceller försämras och dör, bara för att ersättas med nya.
Denna process underlättas av en typ av stamceller som kallas neurala stam / stamceller (NSPC).
Men med tiden går dessa celler mindre och mindre funktionella, vilket får vår hjärna att producera färre och färre nervceller.
Men vad får NSPC att åldras, och exakt vad är de molekylära förändringar som är ansvariga för försämring av dessa stamceller?
Detta är frågan som forskarna - tillsammans ledda av Giuseppe Lupo, Emanuele Cacci och Peter Rugg-Gunn - ställde sig själva.
De bestämde sig för att svara på det genom att titta på hela genomet hos möss, och deras resultat har nu publicerats i tidskriften Åldrande cell.
Dbx2-genaktivitet kan förklara hjärnans åldrande
Lupo och kollegor jämförde de genetiska förändringarna i NSPC för gamla möss (18 månader) och unga möss (3 månader).
Genom att göra det identifierade de mer än 250 gener som förändrade deras beteende över tiden, vilket innebär att dessa gener sannolikt kommer att orsaka NSPCs att fungera fel.
När de väl hade begränsat sin sökning till 250 gener märkte forskarna att ökad aktivitet i en gen som heter Dbx2 tycktes förändra åldrade NSPC.
Så de utförde in vivo- och in vitro-analyser, vilket avslöjade att en ökning av aktiviteten i denna gen hos unga NSPC gör att de beter sig mer som gamla stamceller. Att öka aktiviteten för Dbx2 hindrade NSPC från att växa eller sprida sig som unga celler borde.
I äldre NSPC identifierade också forskarna förändringar i epigenetiska märken som kan förklara varför stamcellerna försämras med tiden.
Om vi tänker på vårt DNA som ett alfabet, är epigenetiska märken "som accenter och skiljetecken" genom att de "berättar för våra celler om och hur man läser generna."
I denna forskning fann forskarna hur dessa märken placeras annorlunda i genomet och "berättar" för NSPC att växa långsammare.
Vänder tillbaka klockan för mänskliga celler
Författarna till co-lead studien väger in betydelsen av deras resultat. Av resultaten säger Lupo: "Genen och genregulatorerna som vi identifierade är skadade i neurala stamceller från äldre möss."
"Genom att studera Dbx2-genen," fortsätter han, "har vi visat att dessa förändringar kan bidra till åldrande i hjärnan genom att bromsa tillväxten av hjärnstamceller och genom att slå på aktiviteten hos andra åldersassocierade gener."
Peter Rugg-Gunn är hoppfull om att resultaten en dag kommer att leda till att åldringsprocessen vänds. I det som påminner om rörelserna mot åldrande och livsförlängning, säger han, ”Åldrande påverkar i slutändan oss alla och den samhälleliga och vårdbörda neurodegenerativa sjukdomen är enorm. “
”Genom att förstå hur åldrande påverkar hjärnan, åtminstone hos möss,” tillägger han, ”hoppas vi kunna identifiera sätt att upptäcka nedgång i neurala stamceller. Så småningom kan vi hitta sätt att sakta ner eller till och med vända hjärnans försämring [...] och hjälpa fler av oss att hålla oss mentalt smidiga längre in i ålderdomen. ”
Emanuele Cacci upprepar samma känsla och säger: "Vi har lyckats påskynda delar av åldringsprocessen i neurala stamceller."
”Genom att studera dessa gener närmare planerar vi nu att försöka vrida tillbaka klockan för äldre celler. Om vi kan göra detta hos möss, kan samma sak också vara möjligt för människor. ”
Emanuele Cacci
