CRISPR forynger stamceller i hjernen til mus

CRISPR forynger stamceller i hjernen til mus

Merknader om å bevare regenerative celler i hjernen, som forblir unge og energiske når de blir eldre, ble oppdaget ved å bruke CRISPR genetisk teknologi på mus 1.

Alder gjør det vanskelig Stamceller i hjernen å produsere nye celler. Imidlertid fant studieforfatterne at å redusere aktiviteten til et bestemt gen Stamceller forynget, slik at de kan formere seg og forsyne hjernen med nye nevroner.

Dette genet regulerer stamcellenes forbruk av glukose, et sukker som er avgjørende for cellemetabolismen. Resultatene i mus passer godt med det nye bildet fra studier av postmortem menneskelige hjerner. Disse studiene har også vist at alder påvirker metabolismen i hjernen, sier Maura Boldrini, en nevroforsker og psykiater ved Columbia University Irving Medical Center i New York City, som ikke var involvert i den nåværende forskningen. "Det er sannsynlig at metabolismen deres er mindre effektiv enn før," legger hun til, og bemerker at både de menneskelige resultatene og musestudien, publisert i dag i Nature, "åpner nye veier for potensielle terapeutiske tilnærminger."

En tenåringshjerne

Rollen til nevrale stamceller i den menneskelige voksne hjernen er kontroversiell. Boldrini og andre har publisert bevis på at nye nevroner blir dannet i hippocampus, et område av hjernen som er viktig for læring og hukommelse, innen 79 år 2. Teamet hennes undersøker nå om produksjonen av nye nevroner hos mennesker kan knyttes til Alzheimer eller psykiatriske sykdommer. Noen forskere rapporterer imidlertid at de ikke har funnet bevis for at voksne skaper nye nevroner i hippocampus. "Disse kontroversene fortsetter," sier Boldrini.

Hos mus er bildet klarere. I en region av hjernen som kalles den subventrikulære sonen, kan nevrale stamceller gi opphav til nevroner og andre celletyper. Disse unge cellene migrerer deretter til Olfaktorisk pære, som er ansvarlig for luktesansen. En jevn tilførsel av friske nevroner til luktepæren er fornuftig hos mus fordi de er avhengige av luktesansen for å oppdage endringer i miljøet, sier Anne Brunet, en genetiker som studerer aldring ved Stanford University i California og forfatter av den nye studien.

Men når mus blir eldre, blir disse stamcellene mindre aktive. Brunet og teamet hennes bestemte seg for å finne ut hvorfor. Forskerne brukte CRISPR-Cas9 genteknologi å systematisk forstyrre 23 000 gener, og deretter testet effekten av hvert forstyrret gen på nevrale stamceller tatt fra unge og gamle mus og dyrket i laboratoriet.

Nevral støtte

Screeningen avdekket 300 gener som kan spille en rolle i aldring av nevronale stamceller. Forskerne begrenset bassenget ytterligere ved å bruke CRISPR-Cas9 for å forstyrre noen av disse genene i subventrikulære soneceller til levende unge og gamle mus. Forfatterne undersøkte deretter dyrenes luktløk og identifiserte en utvalgt gruppe viktige gener. Å forstyrre disse genene økte produksjonen av nevroner av stamceller hos gamle dyr, men påvirket ikke stamcellene til unge dyr.

Et slikt gen, kalt Slc2a4, koder for et protein som importerer glukose til cellene. Å forstyrre dette genet reduserte cellenes glukoseopptak og økte deres evne til å reprodusere.

Dette funnet korrelerer med tidligere studier som har funnet en sammenheng mellom sukkermetabolisme og aldring, sier Saul Villeda, en nevroforsker ved University of California, San Francisco. Forskere rapporterte nylig at et diabetesmedisin motvirke aldersrelatert kognitiv nedgang hos aper kan. Men det siste funnet er spesielt viktig fordi det peker på et spesifikt protein som spiller en nøkkelrolle og kan bli målrettet i fremtidige studier, sier han.

Selv om rollen til nevrale stamceller hos voksne mennesker er tvilsom, gir resultatene avgjørende informasjon for utviklingen av celleterapier som en dag kan behandle nevrodegenerative sykdommer, bemerker Villeda.

1. Ruetz, T.J. et al. Natur 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

Last ned referanser