CRISPR odmładza komórki macierzyste w mózgach myszy

CRISPR odmładza komórki macierzyste w mózgach myszy

Uwagi na temat konserwacji komórki regeneracyjne w mózgu, które wraz z wiekiem pozostają młode i energiczne, odkryto dzięki zastosowaniu technologii genetycznej CRISPR na myszach 1.

Wiek sprawia, że ​​jest to trudne Komórki macierzyste w mózgu do produkcji nowych komórek. Jednak autorzy badania odkryli, że zmniejszenie aktywności konkretnego genu Komórki macierzyste odmłodzone, umożliwiając im namnażanie się i zaopatrywanie mózgu w nowe neurony.

Gen ten reguluje zużycie glukozy przez komórki macierzyste – cukru niezbędnego w metabolizmie komórkowym. Wyniki uzyskane na myszach dobrze pasują do wyłaniającego się obrazu z badań pośmiertnych ludzkich mózgów. Badania te wykazały również, że wiek wpływa na metabolizm w mózgu, mówi Maura Boldrini, neurobiolog i psychiatra z Columbia University Irving Medical Center w Nowym Jorku, która nie była zaangażowana w obecne badania. „Jest prawdopodobne, że ich metabolizm jest mniej wydajny niż wcześniej” – dodaje, zauważając, że zarówno wyniki na ludziach, jak i badanie na myszach, opublikowane dzisiaj w Nature, „otwierają nowe możliwości dla potencjalnych podejść terapeutycznych”.

Nastoletni mózg

Rola nerwowe komórki macierzyste w mózgu dorosłego człowieka jest kontrowersyjna. Boldrini i inni opublikowali dowody na to, że przed 79. rokiem życia w hipokampie – obszarze mózgu ważnym dla uczenia się i zapamiętywania – powstają nowe neurony. 2. Jej zespół bada obecnie, czy można powiązać produkcję nowych neuronów u ludzi Alzheimera lub choroby psychiczne. Jednak niektórzy badacze podają, że nie znaleźli dowodów na to, że dorośli tworzą nowe neurony w hipokampie. „Te kontrowersje trwają” – mówi Boldrini.

U myszy obraz jest wyraźniejszy. W obszarze mózgu zwanym strefą podkomorową nerwowe komórki macierzyste mogą dać początek neuronom i innym typom komórek. Następnie te młode komórki migrują do Opuszka węchowa, która odpowiada za zmysł węchu. Stały dopływ świeżych neuronów do opuszki węchowej ma sens u myszy, ponieważ w dużym stopniu polegają one na węchu, aby wykryć zmiany w otoczeniu, mówi Anne Brunet, genetyk badająca proces starzenia się na Uniwersytecie Stanforda w Kalifornii i autorka nowego badania.

Jednak w miarę starzenia się myszy te komórki macierzyste stają się mniej aktywne. Brunet i jej zespół postanowili dowiedzieć się dlaczego. Naukowcy wykorzystali Technologia genetyczna CRISPR-Cas9 w celu systematycznego zakłócania 23 000 genów, a następnie testował wpływ każdego uszkodzonego genu na nerwowe komórki macierzyste pobrane od młodych i starych myszy i hodowane w laboratorium.

Wsparcie neuronowe

Badanie przesiewowe ujawniło 300 genów, które mogą odgrywać rolę w starzeniu się neuronalnych komórek macierzystych. Naukowcy dodatkowo zawęzili pulę, wykorzystując CRISPR-Cas9 do rozbicia niektórych z tych genów w komórkach strefy podkomorowej żywych młodych i starych myszy. Następnie autorzy zbadali opuszki węchowe zwierząt i zidentyfikowali wybraną grupę ważnych genów. Zakłócenie tych genów zwiększyło produkcję neuronów przez komórki macierzyste u starych zwierząt, ale nie miało wpływu na komórki macierzyste młodych zwierząt.

Jeden z takich genów, zwany Slc2a4, koduje białko importujące glukozę do komórek. Zakłócenie tego genu zmniejszyło pobór glukozy przez komórki i zwiększyło ich zdolność do reprodukcji.

Odkrycie to koreluje z wcześniejszymi badaniami, które wykazały związek między metabolizmem cukru a starzeniem się, mówi Saul Villeda, neurolog z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco. Naukowcy niedawno donieśli, że jest to lek na cukrzycę przeciwdziałać związanemu z wiekiem pogorszeniu funkcji poznawczych u małp Móc. Jednak najnowsze odkrycie jest szczególnie ważne, ponieważ wskazuje na konkretne białko, które odgrywa kluczową rolę i może być przedmiotem przyszłych badań – mówi.

Nawet jeśli rola nerwowych komórek macierzystych u dorosłych ludzi jest wątpliwa, wyniki dostarczają kluczowych informacji dla opracowania terapii komórkowych, które pewnego dnia mogłyby leczyć choroby neurodegeneracyjne, zauważa Villeda.

1. Ruetz, T.J. i in. Natura https://doi.org/10.1038/s41586-024-07972-2 (2024).

   Artykuł
   Scholar Google

2. Boldrini, M. i in. Komórka macierzysta 22, 589–599 (2018).

   Artykuł
   PubMed
   Scholar Google

3. Sorrells, S.F. i in. Natura 555, 377–381 (2018).

   Artykuł
   PubMed
   Scholar Google

Pobierz referencje