CRISPR omladzuje kmeňové bunky v mozgu myší

CRISPR omladzuje kmeňové bunky v mozgu myší

Poznámky k zachovaniu regeneračné bunky v mozgu, ktoré zostávajú mladé a energické, keď starnú, boli objavené pomocou genetickej technológie CRISPR na myšiach 1.

Vek to sťažuje Kmeňové bunky v mozgu na produkciu nových buniek. Autori štúdie však zistili, že zníženie aktivity konkrétneho génu Kmeňové bunky omladené, čo im umožňuje množiť sa a zásobovať mozog novými neurónmi.

Tento gén reguluje spotrebu glukózy kmeňovými bunkami, čo je cukor, ktorý je rozhodujúci pre bunkový metabolizmus. Výsledky na myšiach dobre zapadajú do vznikajúceho obrazu zo štúdií posmrtných ľudských mozgov. Tieto štúdie tiež ukázali, že vek ovplyvňuje metabolizmus v mozgu, hovorí Maura Boldrini, neurovedkyňa a psychiatrička z Columbia University Irving Medical Center v New Yorku, ktorá sa nezúčastnila súčasného výskumu. "Je pravdepodobné, že ich metabolizmus je menej efektívny ako predtým," dodáva a poznamenáva, že výsledky na ľuďoch aj na myšiach, ktoré boli dnes publikované v Nature, "otvárajú nové možnosti pre potenciálne terapeutické prístupy."

Dospievajúci mozog

Úloha nervových kmeňových buniek v mozgu dospelého človeka je kontroverzný. Boldrini a iní zverejnili dôkazy, že do 79 rokov sa v hipokampe, oblasti mozgu dôležitej pre učenie a pamäť, tvoria nové neuróny 2. Jej tím teraz skúma, či môže súvisieť produkcia nových neurónov u ľudí Alzheimerovej choroby alebo psychiatrické ochorenia. Niektorí vedci však uvádzajú, že nenašli žiadne dôkazy o tom, že by dospelí ľudia vytvárali nové neuróny v hipokampe. "Tieto kontroverzie pokračujú," hovorí Boldrini.

U myší je obraz jasnejší. V oblasti mozgu nazývanej subventrikulárna zóna môžu z nervových kmeňových buniek vzniknúť neuróny a iné typy buniek. Tieto mladé bunky potom migrujú do Čuchová žiarovka, ktorá je zodpovedná za čuch. Stabilný prísun čerstvých neurónov pre čuchovú cibuľku má u myší zmysel, pretože sa pri zisťovaní zmien vo svojom prostredí do veľkej miery spoliehajú na svoj čuch, hovorí Anne Brunet, genetička, ktorá študuje starnutie na Stanfordskej univerzite v Kalifornii a autorka novej štúdie.

Ako však myši starnú, tieto kmeňové bunky sú menej aktívne. Brunet a jej tím sa rozhodli zistiť prečo. Výskumníci použili Genetická technológia CRISPR-Cas9 systematicky narušiť 23 000 génov a potom testovať účinky každého narušeného génu na nervových kmeňových bunkách odobratých z mladých a starých myší a pestovaných v laboratóriu.

Neurónová podpora

Skríning odhalil 300 génov, ktoré by mohli hrať úlohu pri starnutí neurónových kmeňových buniek. Výskumníci ďalej zúžili súbor pomocou CRISPR-Cas9 na narušenie niektorých z týchto génov v bunkách subventrikulárnej zóny živých mladých a starých myší. Autori potom skúmali čuchové bulby zvierat a identifikovali vybranú skupinu dôležitých génov. Narušenie týchto génov zvýšilo produkciu neurónov kmeňovými bunkami u starých zvierat, ale neovplyvnilo kmeňové bunky mladých zvierat.

Jeden takýto gén, nazývaný Slc2a4, kóduje proteín, ktorý importuje glukózu do buniek. Narušenie tohto génu znížilo vychytávanie glukózy bunkami a zvýšilo ich schopnosť reprodukcie.

Toto zistenie koreluje s predchádzajúcimi štúdiami, ktoré našli súvislosť medzi metabolizmom cukrov a starnutím, hovorí Saul Villeda, neurovedec z Kalifornskej univerzity v San Franciscu. Vedci nedávno oznámili, že liek na cukrovku pôsobiť proti poklesu kognitívnych funkcií súvisiacich s vekom u opíc môže. Najnovšie zistenie je však obzvlášť dôležité, pretože poukazuje na špecifický proteín, ktorý hrá kľúčovú úlohu a na ktorý by sa mohli zamerať budúce štúdie, hovorí.

Aj keď je úloha nervových kmeňových buniek u dospelých ľudí otázna, výsledky poskytujú kľúčové informácie pre vývoj bunkových terapií, ktoré by jedného dňa mohli liečiť neurodegeneratívne ochorenia, poznamenáva Villeda.

1. Ruetz, T.J. a kol. Príroda https://doi.org/10.1038/s41586-024-07972-2 (2024).

   Článok
   Študovňa Google

2. Boldrini, M. a kol. Cell Stem Cell 22, 589-599 (2018).

   Článok
   PubMed
   Študovňa Google

3. Sorrells, S.F. a kol. Príroda 555, 377–381 (2018).

   Článok
   PubMed
   Študovňa Google

Stiahnite si referencie