Suche
Mein Konto
CRISPR föryngrar stamceller i hjärnan hos möss
CRISPR-studier visar hur en specifik gen hos möss återställer ungdomligheten hos hjärnstamceller och ökar deras effekt på nya neuroner.
CRISPR föryngrar stamceller i hjärnan hos möss
Anmärkningar om att bevara regenerativa celler i hjärnan, som förblir unga och energiska när de åldras, upptäcktes genom att använda CRISPR genetisk teknologi på möss 1.
Åldern gör det svårt Stamceller i hjärnan att producera nya celler. Men studieförfattarna fann att minska aktiviteten av en viss gen Stamceller föryngras, vilket gör att de kan föröka sig och förse hjärnan med nya neuroner.
Denna gen reglerar stamcellers konsumtion av glukos, ett socker som är avgörande för cellernas ämnesomsättning. Resultaten i möss stämmer väl överens med den framväxande bilden från studier av postmortem mänskliga hjärnor. Dessa studier har också visat att ålder påverkar ämnesomsättningen i hjärnan, säger Maura Boldrini, neuroforskare och psykiater vid Columbia University Irving Medical Center i New York City, som inte var involverad i den aktuella forskningen. "Det är troligt att deras ämnesomsättning är mindre effektiv än tidigare," tillägger hon och noterar att både de mänskliga resultaten och musstudien, som publiceras idag i Nature, "öppnar nya vägar för potentiella terapeutiska tillvägagångssätt."
En tonårshjärna
Rollen av neurala stamceller i den mänskliga vuxenhjärnan är kontroversiell. Boldrini och andra har publicerat bevis för att nya neuroner bildas i hippocampus, ett område i hjärnan som är viktigt för inlärning och minne, vid 79 års ålder 2. Hennes team undersöker nu om produktionen av nya neuroner hos människor kan kopplas till Alzheimer eller psykiatriska sjukdomar. Vissa forskare rapporterar dock att de inte har hittat några bevis för att vuxna skapar nya nervceller i hippocampus. "Dessa kontroverser fortsätter," säger Boldrini.
Hos möss är bilden tydligare. I en region av hjärnan som kallas den subventrikulära zonen kan neurala stamceller ge upphov till neuroner och andra celltyper. Dessa unga celler migrerar sedan till Luktlök, som är ansvarig för luktsinnet. En jämn tillförsel av färska nervceller till luktlöken är vettig hos möss eftersom de förlitar sig mycket på sitt luktsinne för att upptäcka förändringar i sin miljö, säger Anne Brunet, en genetiker som studerar åldrande vid Stanford University i Kalifornien och en författare till den nya studien.
Men när mössen blir äldre blir dessa stamceller mindre aktiva. Brunet och hennes team bestämde sig för att ta reda på varför. Forskarna använde CRISPR-Cas9 genetisk teknologi att systematiskt störa 23 000 gener, och sedan testa effekterna av varje störd gen på neurala stamceller tagna från unga och gamla möss och odlade i laboratoriet.
Neuralt stöd
Screeningen avslöjade 300 gener som kan spela en roll i neuronala stamcellers åldrande. Forskarna minskade poolen ytterligare genom att använda CRISPR-Cas9 för att störa några av dessa gener i subventrikulära zonceller hos levande unga och gamla möss. Författarna undersökte sedan djurens luktlökar och identifierade en utvald grupp viktiga gener. Att störa dessa gener ökade produktionen av neuroner av stamceller hos gamla djur, men påverkade inte stamcellerna hos unga djur.
En sådan gen, kallad Slc2a4, kodar för ett protein som importerar glukos till celler. Att störa denna gen minskade cellernas glukosupptag och ökade deras förmåga att fortplanta sig.
Detta fynd korrelerar med tidigare studier som har hittat ett samband mellan sockermetabolism och åldrande, säger Saul Villeda, en neuroforskare vid University of California, San Francisco. Forskare rapporterade nyligen att ett diabetesläkemedel motverka åldersrelaterad kognitiv försämring hos apor burk. Men det senaste fyndet är särskilt viktigt eftersom det pekar på ett specifikt protein som spelar en nyckelroll och kan riktas mot framtida studier, säger han.
Även om neurala stamcellers roll hos vuxna människor är tveksam, ger resultaten avgörande information för utvecklingen av cellterapier som en dag skulle kunna behandla neurodegenerativa sjukdomar, konstaterar Villeda.
-
Ruetz, T.J. et al. Naturen https://doi.org/10.1038/s41586-024-07972-2 (2024).
-
Boldrini, M. et al. Cell Stem Cell 22, 589–599 (2018).
-
Sorrells, S.F. et al. Nature 555, 377–381 (2018).