Переливать от молодых мышей старым можно не только кровь, но и ликвор — жидкость, которая омывает центральную нервную систему. Это попробовала сделать группа американских ученых, и оказалось, что такие переливания помогают пожилым мышам запоминать неприятные стимулы.
Авторы работы утверждают также, что за этот эффект в существенной степени отвечает одна конкретная молекула — которую, теоретически, можно было бы использовать для лечения деменции у людей. Статья опубликована в журнале Nature.
До недавнего времени очень популярной была идея противостоять старению с помощью «молодой крови». Она появилась из экспериментов по гетерохроническому парабиозу: мышей постарше и помоложе сшивали вместе, и от такого соседства старые мыши начинали жить дольше и здоровее. Потом, чтобы сделать метод применимым к людям, геронтологи переключились со сшивания животных на переливание крови. Оказалось, что плазмы крови, а иногда даже отдельных молекул из нее достаточно, чтобы у пожилых мышей улучшились, например, состояние мышечной ткани или даже когнитивные способности.
Сейчас переливание «молодой крови» людям запрещено — по крайней мере, в США, где раньше существовало несколько компаний, предлагавших эту услугу. Но идут отдельные клинические испытания, которые проверяют, можно ли таким образом вылечить какие-нибудь возрастные патологии, например, болезнь Альцгеймера.
Тем временем группа ученых под руководством специалиста по гетерохроническому парабиозу Тони Уисс-Корэй (Tony Wyss-Coray) из Стэнфордской университетской медицинской школы решила выяснить, что будет, если переливать не плазму крови, а какую-нибудь другую физиологическую жидкость. А поскольку даже плазма крови, как ясно из предыдущих экспериментов, оказывает влияние на работу нервной системы, они предположили, что еще более сильное влияние может оказать ликвор — спинномозговая жидкость, которая омывает и желудочки головного мозга.
Для начала ученые подвергли мышей тесту на память. Они трижды ударили пожилых животных током, одновременно включая мигающую лампочку и характерный звук. После этого в течение недели вливали им в спинномозговой канал или ликвор от молодых мышей, или искусственный ликвор (аналог физиологического раствора с характерными для ликвора концентрациями солей). А еще через пару недель снова включили лампочку и звук. В результате в контрольной группе замирание и страх продемонстрировали 18 процентов животных — столько же, сколько среди тех, кто не получал ударов током. А среди мышей, которым вливали «молодой ликвор», замерших оказалось в два раза больше.
Затем исследователи забрали образцы ткани из мозга подопытных мышей и сравнили экспрессию генов в контрольной и экспериментальной группах. Они заметили, что особенно сильно под действием «молодого ликвора» начали работать гены, связанные с олигодендроцитами — это вспомогательные клетки, которые образуют миелиновую оболочку нейронов.
Ученые предположили, что олигодендроцитов могло стать больше, то есть они начали делиться. Чтобы это проверить, они ввели в мозг мышей, которым вливали ликвор, меченые нуклеотиды, которые светятся, когда встраиваются в новую цепь ДНК. И выяснили, что в целом в мозге пожилых мышей деления клеток почти не заметно, зато в гиппокампе — участке, который отвечает за память — число делящихся клеток выросло в 2,35 раза.
Наконец, ученые взялись выявить конкретное вещество из ликвора, которое могло бы вызвать этот эффект. Для этого они обработали культуру олигодендроцитов «молодым ликвором» и измерили экспрессию генов через час. Сильнее всего на ликвор отреагировал ген, кодирующий регуляторный белок SRF (serum response factor).
Тогда исследователи обратились в базу данных TRANSFAC, откуда выбрали вещества, предположительно запускающие экспрессию гена SRF. И среди этих веществ нашли 35 таких, которые встречаются в ликворе. Подействовав ими на клетки, они обнаружили, что сильнее всего на SRF влияет белок Fgf17 — и его концентрация в спинномозговой жидкости как раз снижается с возрастом.
Авторы работы предполагают, что олигодендроциты у пожилых мышей под действием Fgf17 лучше сохраняются и производят более прочные оболочки для нейронов гиппокампа, тем самым сохраняя их жизнеспособность — а это уже влияет на память животных. Но им предстоит выяснить в деталях, чем именно занимается Fgf17 в головном мозге и на какие еще процессы он влияет, прежде чем говорить о том, чтобы использовать его у людей — в терапии возрастной деменции или каких-нибудь нейродегенеративных болезней.
Автор: Полина Лосева