Ученые рассказали о влияющем на старение организма белке
Ученые обнаружили связь между снижением уровня белка менина в определенных клетках мозга и возрастными изменениями организма. Эксперименты на мышах показали, что восстановление белка помогало улучшить когнитивные функции и состояние тканей. О том, как менин влияет на процессы старения, — в материале «Известий».
Как белок менин оказался связан со старением
Исследователи сосредоточились на гипоталамусе — небольшом участке мозга, который участвует в регуляции обмена веществ и других важных процессов в организме. Ученые уже знали, что воспалительные процессы в этой области могут быть связаны с возрастными изменениями не только мозга, но и других тканей. В новой работе они изучили белок менин, который помогает сдерживать воспаление в гипоталамусе.
Менин — это белок, который кодируется геном MEN1 и участвует в регуляции активности генов, делении и росте клеток. Он помогает контролировать клеточные процессы и поддерживать нормальную работу тканей. Менин также участвует в регуляции обмена веществ и воспалительных процессов, а его функции зависят от типа клеток и ткани, в которой он находится. В частности, исследования показывают, что в гипоталамусе этот белок связан с механизмами, влияющими на возрастные изменения и работу мозга.
Оказалось, что с возрастом уровень менина снижался в определенных нейронах вентромедиального гипоталамуса. При этом аналогичного снижения не наблюдалось в астроцитах и микроглии — других типах клеток мозга. Это указывало на то, что изменения затрагивают не весь гипоталамус одинаково, а связаны с конкретными клетками.
Чтобы проверить, может ли потеря менина быть не просто следствием старения, а одним из факторов возрастных изменений, ученые провели эксперименты на генетически модифицированных мышах. У молодых животных искусственное снижение уровня белка привело к усилению воспаления в гипоталамусе. Одновременно у них появились признаки, характерные для старения: уменьшилась костная масса, истончилась кожа, ухудшились когнитивные функции, а продолжительность жизни несколько сократилась. Результаты исследования были опубликованы в журнале PLOS Biology.
Как менин связан с памятью
Исследование показало, что снижение уровня менина затрагивает не только воспалительные процессы. У мышей также уменьшилось количество D-серина — аминокислоты, которая участвует в работе рецепторов, связанных с обучением и памятью.
Ученые обнаружили, что менин регулирует активность фермента PHGDH, участвующего в синтезе серина. При снижении количества белка нарушался этот метаболический путь, в результате чего уровень D-серина в гипоталамусе и гиппокампе — области мозга, имеющей важное значение для формирования памяти и обучения — уменьшался.
Дополнительные эксперименты показали, что снижение менина сопровождалось изменениями в работе нейронных связей в гиппокампе. В частности, у таких мышей ухудшались процессы, связанные с усилением синаптических связей, которые лежат в основе обучения и запоминания.
При этом исследователи отдельно проверили, можно ли повлиять на когнитивные нарушения с помощью D-серина. Мышам давали вещество с питьевой водой в течение трех недель. У животных улучшились результаты когнитивных тестов. Однако этот эксперимент не показал, что D-серин способен обратить все признаки старения: физические изменения, наблюдавшиеся после восстановления менина, таким способом воспроизвести не удалось.
Что произошло после восстановления белка у старых мышей
Следующим этапом эксперимента стало восстановление уровня менина у старых животных. Исследователи использовали 20-месячных мышей и доставили ген, отвечающий за производство белка, непосредственно в гипоталамус.
Через 30 дней у грызунов наблюдались изменения сразу по нескольким показателям. У них увеличилась толщина кожи и костная масса, улучшились результаты тестов на обучение, когнитивные функции и равновесие. Одновременно повысился уровень D-серина в гиппокампе.
Исследователи также сообщили об увеличении продолжительности жизни мышей после восстановления менина. Таким образом, воздействие на белок в небольшой области мозга сопровождалось изменениями сразу в нескольких системах организма.
Лиге Ленг, руководитель исследования из Сямэньского университета в Китае
Мы предполагаем, что снижение экспрессии менина в гипоталамусе с возрастом может быть одним из основных факторов старения, а менин может быть ключевым белком, связывающим генетические, воспалительные и метаболические факторы старения. D-серин является потенциально перспективным терапевтическим средством для лечения когнитивных нарушений.
Почему результаты пока нельзя считать способом продлить жизнь человеку
Последующие исследования показали, что связь между менином, D-серином и возрастными изменениями требует дальнейшего изучения. В частности, работы с другими моделями заболеваний продемонстрировали, что увеличение количества D-серина не обязательно приводит к улучшению состояния мозга. Его влияние может зависеть от конкретного заболевания и особенностей происходящих в нервной системе процессов.
Есть и исследования с участием людей, однако они пока не подтверждают возможность использовать D-серин для замедления старения. В небольшом рандомизированном исследовании с участием 50 здоровых пожилых людей ученые обнаружили улучшение только по одному показателю компьютерного теста после однократного приема вещества. Значимых изменений по другим когнитивным показателям и настроению выявлено не было. Работа также не позволяла сделать выводы о длительном влиянии D-серина на память или старение.
Поэтому результаты экспериментов с менином пока рассматриваются как направление для дальнейших исследований. Ученым предстоит выяснить, почему уровень белка снижается с возрастом, насколько устойчивыми могут быть эффекты его восстановления и могут ли подобные механизмы работать у человека. Исследование показывает потенциальную связь между процессами в гипоталамусе и старением организма.
