CRISPR nuorentaa kantasoluja hiirien aivoissa

CRISPR nuorentaa kantasoluja hiirien aivoissa

Huomautuksia säilyttämisestä regeneratiivisia soluja aivoissa, jotka pysyvät nuorina ja energisinä ikääntyessään, löydettiin käyttämällä CRISPR-geenitekniikkaa hiirillä 1.

Ikä vaikeuttaa Kantasolut aivoissa tuottamaan uusia soluja. Kuitenkin tutkimuksen kirjoittajat havaitsivat, että tietyn geenin aktiivisuuden vähentäminen Kantasolut nuorentuvat, jolloin ne voivat lisääntyä ja toimittaa aivoille uusia hermosoluja.

Tämä geeni säätelee kantasolujen glukoosin kulutusta, sokeria, joka on ratkaisevan tärkeä solujen aineenvaihdunnalle. Hiirillä saadut tulokset sopivat hyvin kuolemanjälkeisistä ihmisaivoista saadun kuvan kanssa. Nämä tutkimukset ovat myös osoittaneet, että ikä vaikuttaa aineenvaihduntaan aivoissa, sanoo Maura Boldrini, neurotieteilijä ja psykiatri Columbia Universityn Irving Medical Centeristä New Yorkissa, joka ei ollut mukana nykyisessä tutkimuksessa. "On todennäköistä, että heidän aineenvaihdunta on vähemmän tehokasta kuin ennen", hän lisää ja huomauttaa, että sekä ihmisillä saadut tulokset että hiirillä tehty tutkimus, joka julkaistiin tänään Nature-lehdessä, "avaavat uusia teitä mahdollisille terapeuttisille lähestymistavoille."

Teinin aivot

Rooli hermoston kantasolut aikuisen ihmisen aivoissa on kiistanalainen. Boldrini ja muut ovat julkaisseet todisteita siitä, että hippokampuksessa, oppimisen ja muistin kannalta tärkeässä aivojen alueella, muodostuu uusia hermosoluja 79-vuotiaana 2. Hänen tiiminsä tutkii nyt, voidaanko uusien neuronien tuotantoon yhdistää ihmisissä Alzheimer tai psykiatrisia sairauksia. Jotkut tutkijat kuitenkin ilmoittavat, että he eivät ole löytäneet todisteita siitä, että aikuiset luovat uusia hermosoluja aivotursoon. "Nämä kiistat jatkuvat", Boldrini sanoo.

Hiirillä kuva on selkeämpi. Aivojen alueella, jota kutsutaan subventrikulaariseksi vyöhykkeeksi, hermoston kantasolut voivat synnyttää hermosoluja ja muita solutyyppejä. Nämä nuoret solut siirtyvät sitten Hajusipuli, joka vastaa hajuaistista. Tuoreiden hermosolujen tasainen saanti hajulampulle on järkevää hiirillä, koska ne luottavat voimakkaasti hajuaistiin havaitaessaan muutoksia ympäristössään, sanoo Anne Brunet, geneetikko, joka tutkii ikääntymistä Stanfordin yliopistossa Kaliforniassa ja uuden tutkimuksen kirjoittaja.

Kuitenkin, kun hiiret vanhenevat, nämä kantasolut muuttuvat vähemmän aktiivisiksi. Brunet ja hänen tiiminsä päättivät selvittää miksi. Tutkijat käyttivät CRISPR-Cas9 geenitekniikka häiritä järjestelmällisesti 23 000 geeniä ja testannut sitten kunkin vaurioituneen geenin vaikutukset hermokantasoluihin, jotka on otettu nuorista ja vanhoista hiiristä ja kasvatettu laboratoriossa.

Neuraalinen tuki

Seulonta paljasti 300 geeniä, joilla voi olla rooli hermosolujen kantasolujen ikääntymisessä. Tutkijat kavensivat edelleen poolia käyttämällä CRISPR-Cas9:ää häiritsemään joitain näistä geeneistä elävien nuorten ja vanhojen hiirten subventrikulaarisissa vyöhykkeissä. Kirjoittajat tutkivat sitten eläinten hajusipulit ja tunnistivat valitun ryhmän tärkeitä geenejä. Näiden geenien hajottaminen lisäsi kantasolujen hermosolujen tuotantoa vanhoissa eläimissä, mutta ei vaikuttanut nuorten eläinten kantasoluihin.

Yksi tällainen geeni, nimeltään Slc2a4, koodaa proteiinia, joka tuo glukoosia soluihin. Tämän geenin hajottaminen vähensi solujen glukoosinottoa ja lisäsi niiden lisääntymiskykyä.

Tämä havainto korreloi aikaisempien tutkimusten kanssa, jotka ovat löytäneet yhteyden sokeriaineenvaihdunnan ja ikääntymisen välillä, sanoo neurotieteilijä Saul Villeda Kalifornian yliopistosta San Franciscosta. Tutkijat ilmoittivat äskettäin, että diabeteslääke estämään apinoiden ikääntymiseen liittyvää kognitiivista heikkenemistä voi. Mutta viimeisin löytö on erityisen tärkeä, koska se viittaa tiettyyn proteiiniin, jolla on keskeinen rooli ja joka voidaan kohdistaa tulevissa tutkimuksissa, hän sanoo.

Vaikka hermokantasolujen rooli aikuisilla ihmisillä on kyseenalainen, tulokset antavat ratkaisevaa tietoa sellaisten soluterapioiden kehittämiselle, joilla voitaisiin joskus hoitaa hermostoa rappeuttavia sairauksia, Villeda huomauttaa.

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

   Artikla
   Google Scholar

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

   Artikla
   PubMed
   Google Scholar

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

   Artikla
   PubMed
   Google Scholar

Lataa viitteitä