В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, ученые из Медицинского колледжа Вейлла Корнелла (Weill Cornell Medical College) утверждают, что ген, связанный с необычно долгой продолжительностью жизни у людей, защищает стволовые клетки мозга от пагубного воздействия стресса.
Ген долголетия
Исследования людей, живущих более 100 лет, показали, что у многих из них выявлен ген, который отвечает за выработку белка Forkhead box O3 (FOXO3). Ученые исследовали, как этот ген способствует здоровью мозга в процессе старения.
Ранее исследования показали, что мыши, у которых отсутствует ген FOXO3 в головном мозге, не могут справиться со стрессовыми состояниями, что приводит к прогрессирующей гибели клеток мозга. В новом исследовании обнаружено, что FOXO3 сохраняет способность мозга к регенерации, предотвращая деление стволовых клеток до тех пор, пока окружающая среда не будет поддерживать выживание новых клеток. Если стволовые клетки делятся бесконтрольно, они истощаются. Ген FOXO3 не позволяет стволовым клеткам делиться до тех пор, пока стресс не пройдет.
Многие факторы, такие как воспаление, радиация или недостаток питательных веществ, могут оказывать нагрузку на мозг. Ученые изучали, что происходит, когда стволовые клетки мозга подвергаются окислительному стрессу, который возникает, когда в организме накапливаются вредные типы кислорода.
FOXO3 напрямую модифицируется окислительным стрессом
Ученые утверждают, что белок FOXO3 напрямую модифицируется окислительным стрессом. Эта модификация отправляет белок в ядро стволовой клетки, где он включает гены стрессовой реакции. Результирующая реакция на стресс приводит к истощению питательного вещества, называемого s-аденозилметионином (SAM). Это питательное вещество необходимо, чтобы помочь белку под названием ламин образовать защитную оболочку вокруг ДНК в ядре стволовой клетки. Без питательного вещества SAM ламин не может образовать этот прочный барьер, и ДНК начинает просачиваться наружу. Клетка ошибочно принимает эту ДНК за вирусную инфекцию, что вызывает иммунный ответ, называемый интерфероновым ответом типа I. Это приводит к тому, что стволовые клетки переходят в спящий режим и перестают производить новые нейроны. Для стволовых клеток лучше оставаться в бездействии и ждать, пока стресс не исчезнет, чтобы производить новые нейроны.
Исследование помогает объяснить, почему определенные версии FOXO3 связаны с чрезвычайно долгой и здоровой жизнью – они могут помочь людям сохранить хороший запас стволовых клеток головного мозга. Это также может помочь объяснить, почему регулярные упражнения, повышающие уровень FOXO3, помогают сохранить остроту ума.
Авторы другого исследования утверждают, что стволовые клетки спинного мозга помогут восстановиться после травмы.
Врач кардиолог, терапевт, врач функциональной диагностики АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), редактор и автор статей
