Suche
Mein Konto
CRISPR forynger stamceller i hjernen på mus
CRISPR-undersøgelser viser, hvordan et specifikt gen i mus genopretter hjernestamcellernes ungdommelighed og øger deres effekt på nye neuroner.
CRISPR forynger stamceller i hjernen på mus
Bemærkninger om bevarelse af regenerative celler i hjernen, som forbliver unge og energiske, når de bliver ældre, blev opdaget ved at bruge CRISPR genetisk teknologi på mus 1.
Alder gør det svært Stamceller i hjernen at producere nye celler. Undersøgelsens forfattere fandt dog, at reducere aktiviteten af et bestemt gen Stamceller forynget, hvilket giver dem mulighed for at formere sig og forsyne hjernen med nye neuroner.
Dette gen regulerer stamcellernes forbrug af glukose, et sukker, der er afgørende for cellestofskiftet. Resultaterne i mus passer godt med det nye billede fra undersøgelser af postmortem menneskelige hjerner. Disse undersøgelser har også vist, at alder påvirker metabolismen i hjernen, siger Maura Boldrini, neuroforsker og psykiater ved Columbia University Irving Medical Center i New York City, som ikke var involveret i den aktuelle forskning. "Det er sandsynligt, at deres stofskifte er mindre effektiv end før," tilføjer hun og bemærker, at både de menneskelige resultater og museundersøgelsen, offentliggjort i dag i Nature, "åbner nye veje for potentielle terapeutiske tilgange."
En teenagehjerne
Rollen af neurale stamceller i den menneskelige voksne hjerne er kontroversiel. Boldrini og andre har offentliggjort beviser på, at nye neuroner bliver dannet i hippocampus, et område af hjernen, der er vigtigt for indlæring og hukommelse, i en alder af 79 2. Hendes hold undersøger nu, om produktionen af nye neuroner hos mennesker kan kædes sammen med Alzheimer eller psykiatriske sygdomme. Nogle forskere rapporterer dog, at de ikke har fundet beviser for, at voksne skaber nye neuroner i hippocampus. "Disse kontroverser fortsætter," siger Boldrini.
Hos mus er billedet klarere. I en region af hjernen, der kaldes den subventrikulære zone, kan neurale stamceller give anledning til neuroner og andre celletyper. Disse unge celler migrerer derefter til Lugtepære, som er ansvarlig for lugtesansen. En konstant forsyning af friske neuroner til lugtepæren giver mening hos mus, fordi de i høj grad er afhængige af deres lugtesans for at opdage ændringer i deres miljø, siger Anne Brunet, en genetiker, der studerer aldring ved Stanford University i Californien og forfatter til det nye studie.
Men efterhånden som mus bliver ældre, bliver disse stamceller mindre aktive. Brunet og hendes team besluttede at finde ud af hvorfor. Forskerne brugte CRISPR-Cas9 genetisk teknologi systematisk at forstyrre 23.000 gener, og derefter testet virkningerne af hvert forstyrret gen på neurale stamceller taget fra unge og gamle mus og dyrket i laboratoriet.
Neural støtte
Screeningen afslørede 300 gener, der kunne spille en rolle i neuronale stamcellers aldring. Forskerne indsnævrede puljen yderligere ved at bruge CRISPR-Cas9 til at forstyrre nogle af disse gener i subventrikulære zoneceller fra levende unge og gamle mus. Forfatterne undersøgte derefter dyrenes lugteløg og identificerede en udvalgt gruppe vigtige gener. Afbrydelse af disse gener øgede produktionen af neuroner af stamceller i gamle dyr, men påvirkede ikke stamcellerne fra unge dyr.
Et sådant gen, kaldet Slc2a4, koder for et protein, der importerer glucose til celler. At forstyrre dette gen reducerede cellernes glukoseoptagelse og øgede deres evne til at reproducere.
Dette fund korrelerer med tidligere undersøgelser, der har fundet en sammenhæng mellem sukkermetabolisme og aldring, siger Saul Villeda, en neuroforsker ved University of California, San Francisco. Forskere rapporterede for nylig, at et lægemiddel til diabetes modvirke aldersrelateret kognitiv tilbagegang hos aber kan. Men det seneste fund er særligt vigtigt, fordi det peger på et specifikt protein, der spiller en nøglerolle og kan blive målrettet i fremtidige undersøgelser, siger han.
Selvom neurale stamcellers rolle i voksne mennesker er tvivlsom, giver resultaterne afgørende information for udviklingen af celleterapier, der en dag kan behandle neurodegenerative sygdomme, bemærker Villeda.
-
Ruetz, T.J. et al. Natur https://doi.org/10.1038/s41586-024-07972-2 (2024).
-
Boldrini, M. et al. Celle Stamcelle 22, 589-599 (2018).
-
Sorrells, S.F. et al. Nature 555, 377-381 (2018).