Ученые из Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна обнаружили, что стволовые клетки в гипоталамусе головного мозга определяют скорость старения организма. Открытие, сделанное на мышах, может привести к новым стратегиям предотвращения возрастных заболеваний и увеличения продолжительности жизни. Статья была опубликована в Интернете сегодня в журнале Nature.
Было известно, что гипоталамус регулирует важные процессы, включая рост, развитие, размножение и метаболизм. В статье Nature 2013 года исследователи Эйнштейна сделали удивительное открытие, что гипоталамус также регулирует старение во всем теле. Теперь ученые определили клетки гипоталамуса, которые контролируют старение: крошечная популяция взрослых нервных стволовых клеток, которые, как известно, ответственны за формирование новых нейронов мозга.
"Наши исследования показывают, что количество нервных стволовых клеток гипоталамуса естественным образом уменьшается в течение жизни животного, и это снижение ускоряет старение," говорит старший автор Dongsheng Cai, M.D., Ph.D., (профессор молекулярной фармакологии Эйнштейна. "Но мы также обнаружили, что последствия этой потери не являются необратимыми. Пополняя запасы этих стволовых клеток или производимых ими молекул, можно замедлить и даже обратить вспять различные аспекты старения во всем теле."
Изучая, являются ли стволовые клетки в гипоталамусе ключом к старению, исследователи сначала изучили судьбу этих клеток по мере взросления здоровых мышей. Количество стволовых клеток гипоталамуса начало уменьшаться, когда животные достигли возраста 10 месяцев, то есть за несколько месяцев до появления обычных признаков старения. "К старости – примерно к двум годам у мышей – большинство этих клеток исчезло," говорит доктор. Цай.
Затем исследователи хотели узнать, действительно ли эта прогрессирующая потеря стволовых клеток вызывает старение, а не просто связана с ним. Итак, они наблюдали, что произошло, когда они выборочно разрушили стволовые клетки гипоталамуса у мышей среднего возраста. "Это нарушение значительно ускорило старение по сравнению с контрольными мышами, и животные с разрушенными стволовыми клетками погибли раньше, чем обычно," говорит доктор. Цай.
Может ли добавление стволовых клеток в гипоталамус противодействовать старению? Чтобы ответить на этот вопрос, исследователи вводили стволовые клетки гипоталамуса в мозг мышей среднего возраста, стволовые клетки которых были разрушены, а также в мозг нормальных старых мышей. В обеих группах животных лечение замедляло или обращало вспять различные меры старения.
Доктор. Цай и его коллеги обнаружили, что стволовые клетки гипоталамуса оказывают антивозрастное действие, высвобождая молекулы, называемые микроРНК (миРНК). Они не участвуют в синтезе белка, но вместо этого играют ключевую роль в регулировании экспрессии генов. miRNA упакованы внутри крошечных частиц, называемых экзосомами, которые стволовые клетки гипоталамуса выделяют в спинномозговую жидкость мышей.
Исследователи извлекли экзосомы, содержащие miRNA, из стволовых клеток гипоталамуса и ввели их в спинномозговую жидкость двух групп мышей: мышей среднего возраста, у которых были разрушены гипоталамические стволовые клетки, и нормальных мышей среднего возраста. Это лечение значительно замедлило старение у обеих групп животных, что было измерено с помощью анализа тканей и поведенческого тестирования, которое включало оценку изменений мышечной выносливости, координации, социального поведения и когнитивных способностей животных.
В настоящее время исследователи пытаются определить конкретные популяции микроРНК и, возможно, другие факторы, секретируемые этими стволовыми клетками, которые ответственны за эти антивозрастные эффекты – первый шаг к возможному замедлению процесса старения и лечению возрастных заболеваний.
Статья называется, "Гипоталамические стволовые клетки частично контролируют скорость старения через экзосомальные миРНК."