CRISPR atjaunina kamienines ląsteles pelių smegenyse

CRISPR atjaunina kamienines ląsteles pelių smegenyse

Pastabos dėl konservavimo regeneracinės ląstelės smegenyse, kurios senstant išlieka jaunos ir energingos, buvo atrastos naudojant CRISPR genetinę technologiją pelėms 1.

Amžius tai apsunkina Kamieninės ląstelės smegenyse gaminti naujas ląsteles. Tačiau tyrimo autoriai nustatė, kad sumažinant konkretaus geno aktyvumą Kamieninės ląstelės atjaunėja, todėl jie gali daugintis ir aprūpinti smegenis naujais neuronais.

Šis genas reguliuoja kamieninių ląstelių gliukozės suvartojimą – cukraus, kuris yra labai svarbus ląstelių metabolizmui. Rezultatai su pelėmis gerai sutampa su pomirtinių žmogaus smegenų tyrimų paveikslu. Šie tyrimai taip pat parodė, kad amžius turi įtakos medžiagų apykaitai smegenyse, sako Maura Boldrini, neurologė ir psichiatrė iš Kolumbijos universiteto Irvingo medicinos centro Niujorke, kuri dabartiniame tyrime nedalyvavo. "Tikėtina, kad jų medžiagų apykaita yra mažiau efektyvi nei anksčiau", - priduria ji ir pažymi, kad tiek žmonių, tiek pelių tyrimo rezultatai, paskelbti šiandien žurnale "Nature", "atveria naujus galimus gydymo metodus".

Paauglio smegenys

Vaidmuo nervų kamieninės ląstelės suaugusio žmogaus smegenyse yra prieštaringas. Boldrini ir kiti paskelbė įrodymų, kad iki 79 metų hipokampe, smegenų srityje, svarbioje mokymuisi ir atminčiai, formuojasi nauji neuronai. 2. Jos komanda dabar tiria, ar galima susieti naujų neuronų gamybą žmonėms Alzheimerio liga ar psichikos ligomis. Tačiau kai kurie mokslininkai praneša, kad jie nerado įrodymų, kad suaugusieji hipokampe kuria naujus neuronus. „Šie ginčai tęsiasi“, - sako Boldrini.

Pelėse vaizdas aiškesnis. Smegenų regione, vadinamame subventrikuline zona, nervinės kamieninės ląstelės gali sukelti neuronus ir kitų tipų ląsteles. Tada šios jaunos ląstelės migruoja į Uoslės lemputė, atsakinga už uoslę. Nuolatinis šviežių neuronų tiekimas uoslės svogūnėliui yra prasmingas pelėms, nes jos labai pasikliauja savo uosle, kad nustatytų pokyčius aplinkoje, sako Anne Brunet, genetikė, tyrinėjanti senėjimą Stanfordo universitete Kalifornijoje ir naujo tyrimo autorė.

Tačiau pelėms senstant šios kamieninės ląstelės tampa mažiau aktyvios. Brunet ir jos komanda nusprendė išsiaiškinti, kodėl. Tyrėjai naudojo CRISPR-Cas9 genetinė technologija sistemingai sutrikdyti 23 000 genų, o vėliau išbandytas kiekvieno sutrikusio geno poveikis neuroninėms kamieninėms ląstelėms, paimtoms iš jaunų ir senų pelių ir auginamoms laboratorijoje.

Nervų palaikymas

Atranka atskleidė 300 genų, kurie gali turėti įtakos neuronų kamieninių ląstelių senėjimui. Tyrėjai dar labiau susiaurino grupę naudodami CRISPR-Cas9, kad sutrikdytų kai kuriuos iš šių genų gyvų jaunų ir senų pelių subventrikulinės zonos ląstelėse. Tada autoriai ištyrė gyvūnų uoslės lemputes ir nustatė pasirinktą svarbių genų grupę. Šių genų sutrikimas padidino senų gyvūnų kamieninių ląstelių neuronų gamybą, bet neturėjo įtakos jaunų gyvūnų kamieninėms ląstelėms.

Vienas iš tokių genų, vadinamas Slc2a4, koduoja baltymą, kuris importuoja gliukozę į ląsteles. Šio geno sutrikdymas sumažino ląstelių gliukozės pasisavinimą ir padidino jų gebėjimą daugintis.

Ši išvada koreliuoja su ankstesniais tyrimais, kurie nustatė ryšį tarp cukraus apykaitos ir senėjimo, sako Saul Villeda, Kalifornijos universiteto San Franciske neurologas. Neseniai mokslininkai pranešė, kad vaistas nuo diabeto neutralizuoti su amžiumi susijusį beždžionių pažinimo silpnėjimą gali. Tačiau naujausia išvada yra ypač svarbi, nes ji nurodo konkretų baltymą, kuris atlieka pagrindinį vaidmenį ir gali būti nukreiptas į būsimus tyrimus, sako jis.

Net jei nervų kamieninių ląstelių vaidmuo suaugusiems žmonėms yra abejotinas, rezultatai suteikia esminės informacijos kuriant ląstelių terapiją, kuri vieną dieną galėtų gydyti neurodegeneracines ligas, pažymi Villeda.

1. Ruetz, T.J. ir kt. Gamta https://doi.org/10.1038/s41586-024-07972-2 (2024).

   Straipsnis
   Google Scholar

2. Boldrini, M. ir kt. Cell Stem Cell 22, 589–599 (2018).

   Straipsnis
   PubMed
   Google Scholar

3. Sorrellsas, S.F. ir kt. Nature 555, 377–381 (2018).

   Straipsnis
   PubMed
   Google Scholar

Atsisiųskite nuorodas