Учёные сделали важное открытие о том, как старение влияет на мозг. Исследование, которое поддержали Национальные институты здравоохранения (NIH), показало: уже в среднем возрасте в гиппокампе — части мозга, отвечающей за обучение и память, — происходят серьёзные изменения в иммунной среде. Возможно, именно они запускают длительное воспаление в мозге, которое часто сопровождает нейродегенеративные заболевания.
«Старение — самый значительный фактор риска развития деменции, но мы пока не до конца понимаем, как именно оно приводит к болезни, — поясняет Ричард Ходес, доктор медицинских наук и директор Национального института старения (NIA) при NIH. — Новое открытие о переменах в микроглии может стать важной подсказкой».
Что же обнаружили учёные? Команда исследователей из Калифорнийского университета в Сан‑Диего, Нью‑Йоркского геномного центра и Калифорнийского университета в Ирвайне изучила посмертные образцы ткани гиппокампа 40 неврологически здоровых людей в возрасте от 20 до 95 лет. Для этого они применили передовые методы анализа отдельных клеток. Оказалось, что микроглия — основные иммунные клетки мозга, которые закладываются ещё во время эмбрионального развития и, как считалось, обновляются на протяжении всей жизни, — начинает постепенно сокращаться в количестве в возрасте от 50 до 75 лет. На смену ей приходят другие клетки: они подают более сильные воспалительные сигналы и по своим характеристикам напоминают иммунные клетки периферической крови. Это открытие переворачивает прежние представления о микроглии.
Чтобы разобраться в происходящем, учёные использовали не только стандартные измерения активности генов, но и новые методы — например, позволяющие картировать трёхмерную структуру генома и его химические модификации (эпигеном). «Экспрессия генов показывает, что клетка делает сегодня, а эпигенетические сигнатуры сохраняют информацию о том, откуда клетка произошла, — объясняет Натан Земке, доктор философии и директор отдела геномики отдельных клеток в Центре эпигеномики Калифорнийского университета в Сан‑Диего. «Объединив эти подходы, мы увидели существенные перемены в идентичности и происхождении иммунных клеток мозга с возрастом — такие изменения остались бы незамеченными, если бы мы изучали только активность генов».
Но это ещё не всё. Исследование выявило и другие возрастные изменения:
Снижается количество клеток, поддерживающих гематоэнцефалический барьер — своеобразную защитную границу, которая контролирует, какие вещества из кровотока попадают в мозг.
Во многих типах клеток мозга наблюдаются масштабные изменения в физической организации генома. «Прогрессирующие структурные нарушения тесно связаны со сдвигами в регуляции генов и клеточной идентичности, — отмечает Бинг Рен, доктор философии, научный директор Нью‑Йоркского геномного центра и профессор генетики Колумбийского университета. — Это может быть фундаментальной особенностью старения человеческого мозга».
Теперь учёные планируют выяснить, почему с возрастом теряется микроглия и может ли обнаруженная трансформация иммунных клеток напрямую провоцировать развитие болезни Альцгеймера и других возрастных неврологических заболеваний. «Понимание этих клеточных переходов может открыть новые возможности для разработки методов лечения, — подчёркивает Сянминь Сюй, доктор философии, профессор и директор Центра картирования нейронных цепей в Калифорнийском университете в Ирвайне. — В перспективе это поможет сохранить функции мозга и снизить риск нейродегенеративных заболеваний».