CRISPR noorendab hiirte aju tüvirakke

CRISPR noorendab hiirte aju tüvirakke

Märkused säilitamise kohta regeneratiivsed rakud ajus, mis jäävad vananedes nooreks ja energiliseks, avastati CRISPR-i geenitehnoloogia abil hiirtel 1.

Vanus teeb selle keeruliseks Tüvirakud ajus uute rakkude tootmiseks. Uuringu autorid leidsid aga, et konkreetse geeni aktiivsuse vähendamine Tüvirakud noorendatud, võimaldades neil paljuneda ja varustada aju uute neuronitega.

See geen reguleerib tüvirakkude glükoosi tarbimist – suhkrut, mis on rakkude ainevahetuses ülioluline. Hiirtel saadud tulemused sobivad hästi surmajärgsete inimajude uuringutest tekkiva pildiga. Need uuringud on samuti näidanud, et vanus mõjutab ainevahetust ajus, ütleb New Yorgi Columbia ülikooli Irvingi meditsiinikeskuse neuroteadlane ja psühhiaater Maura Boldrini, kes ei osalenud praeguses uuringus. "On tõenäoline, et nende ainevahetus on vähem tõhus kui varem, " lisab ta, märkides, et nii inimeste tulemused kui ka hiirte uuring, mis avaldati täna ajakirjas Nature, "avavad uusi võimalusi võimalike terapeutiliste lähenemisviiside jaoks."

Teismelise aju

Roll närvi tüvirakud täiskasvanud inimese ajus on vastuoluline. Boldrini ja teised on avaldanud tõendeid selle kohta, et 79. eluaastaks moodustuvad uued neuronid hipokampuses, õppimise ja mälu jaoks olulises ajupiirkonnas. 2. Tema meeskond uurib nüüd, kas uute neuronite tootmist inimestel saab seostada Alzheimer või psühhiaatrilised haigused. Kuid mõned teadlased teatavad, et nad ei ole leidnud tõendeid selle kohta, et täiskasvanud loovad hipokampuses uusi neuroneid. "Need vaidlused jätkuvad," ütleb Boldrini.

Hiirtel on pilt selgem. Aju piirkonnas, mida nimetatakse subventrikulaarseks tsooniks, võivad närvi tüvirakud tekitada neuroneid ja muid rakutüüpe. Need noored rakud rändavad seejärel Lõhnasibul, mis vastutab lõhnataju eest. Värskete neuronite pidev varu haistmissibula jaoks on mõistlik hiirtel, sest nad sõltuvad keskkonna muutuste tuvastamisel suuresti oma haistmismeelest, ütleb Californias Stanfordi ülikoolis vananemist uuriv geneetik Anne Brunet ja uue uuringu autor.

Kuid kui hiired vananevad, muutuvad need tüvirakud vähem aktiivseks. Brunet ja tema meeskond otsustasid välja selgitada, miks. Teadlased kasutasid CRISPR-Cas9 geneetiline tehnoloogia 23 000 geeni süstemaatiliseks katkestamiseks ja seejärel testiti iga häiritud geeni mõju noortelt ja vanadelt hiirtelt võetud ja laboris kasvatatud närvi tüvirakkudele.

Neuraalne tugi

Sõeluuring paljastas 300 geeni, mis võivad mängida rolli neuronaalsete tüvirakkude vananemises. Teadlased piirasid basseini veelgi, kasutades CRISPR-Cas9, et häirida mõnda neist geenidest elavate noorte ja vanade hiirte subventrikulaarsetes tsoonides. Seejärel uurisid autorid loomade haistmissibulaid ja tuvastasid valitud rühma olulisi geene. Nende geenide katkestamine suurendas vanade loomade neuronite tootmist tüvirakkude poolt, kuid ei mõjutanud noorte loomade tüvirakke.

Üks selline geen, nimega Slc2a4, kodeerib valku, mis impordib rakkudesse glükoosi. Selle geeni katkestamine vähendas rakkude glükoosi omastamist ja suurendas nende paljunemisvõimet.

See leid korreleerub varasemate uuringutega, mis on leidnud seose suhkru metabolismi ja vananemise vahel, ütleb San Francisco California ülikooli neuroteadlane Saul Villeda. Teadlased teatasid hiljuti, et diabeediravim ahvide vanusega seotud kognitiivsete funktsioonide languse vastu saab. Kuid viimane leid on eriti oluline, kuna see viitab konkreetsele valgule, mis mängib võtmerolli ja mida võiks tulevastes uuringutes sihtida, ütleb ta.

Isegi kui neuraalsete tüvirakkude roll täiskasvanud inimestel on küsitav, annavad tulemused üliolulist teavet rakuteraapiate väljatöötamiseks, mis võiksid ühel päeval ravida neurodegeneratiivseid haigusi, märgib Villeda.

1. Ruetz, T.J. et al. Loodus https://doi.org/10.1038/s41586-024-07972-2 (2024).

   Artikkel
   Google Scholar

2. Boldrini, M. et al. Cell Stem Cell 22, 589–599 (2018).

   Artikkel
   PubMed
   Google Scholar

3. Sorrells, S.F. et al. Nature 555, 377–381 (2018).

   Artikkel
   PubMed
   Google Scholar

Laadige alla viited