Ускоренное старение мозга связано с Х-хромосомой, унаследованной от матери.

Ускоренное старение мозга связано с Х-хромосомой, унаследованной от матери.

1 мин


Х-хромосома, передающаяся от матери потомству, может ускорять старение мозга, как показывает новое исследование на животных.

Результаты работы указывают на возможные фундаментальные различия в том, как стареют мозг мужчин и женщин. И хотя исследование проводилось на мышах, его выводы, если подтвердятся у людей, могут объяснить половые особенности когнитивного упадка и открыть пути для его предотвращения или лечения.

Ускоренное старение мозга связано с Х-хромосомой, унаследованной от матери.
Учёные выявили возможную половую разницу в процессе старения мозга, связанную с Х-хромосомой. Изображение: Steven Puetzer via Getty Images

«Женщины демонстрируют стойкость по многим показателям старения», — говорит ведущий автор исследования, доктор Дина Дубал (Dena Dubal), профессор неврологии и руководитель кафедры изучения старения и нейродегенеративных заболеваний в Калифорнийском университете в Сан-Франциско (UCSF).

Например, женщины обычно живут дольше мужчин и реже страдают от различных форм деменции. Исключением является болезнь Альцгеймера, которая чаще встречается у женщин, хотя исследования показывают, что женщины с этим заболеванием живут дольше, чем мужчины.

Дубал и её коллеги задались вопросом, могут ли объяснить эти различия половые хромосомы X и Y. На Х-хромосоме обнаружены гены, которые защищают от деменции, но есть и те, которые повышают риск когнитивного упадка, отмечает Рэйчел Бакли (Rachel Buckley), доцент неврологии Гарвардской медицинской школы, которая не участвовала в новом исследовании. В новом исследовании выявлен фактор, который может влиять на роль Х-хромосомы.

Важность происхождения Х-хромосомы

У женщин в каждой клетке обычно есть две Х-хромосомы: одна от матери и одна от отца. Но активной остаётся только одна из них, другая «выключается». Это приводит к тому, что клетки женщин содержат мозаику с выключенными либо материнскими, либо отцовскими Х-хромосомами. У мужчин же, которые имеют одну Х и одну Y-хромосому, Х-хромосома всегда наследуется только от матери и активна во всех клетках.

«Это заставляет нас задуматься о женской стойкости и о том, может ли разнообразие Х-хромосом — материнских и отцовских — способствовать этой стойкости», — отмечает Дубал.

Чтобы проверить эту гипотезу, Дубал, Самира Абдулай-Сайку (Samira Abdulai-Saiku), постдок UCSF, и их коллеги провели эксперименты на самках лабораторных мышей разного возраста. В некоторых экспериментах учёные использовали генетическую модификацию, чтобы выключить все отцовские Х-хромосомы у некоторых мышей, оставив активной только материнскую. Этих мышей сравнивали с другими, у которых работали и материнские, и отцовские Х-хромосомы.

«Мне действительно понравился этот подход», — говорит Бакли.

Сравнение самок с самцами могло бы внести дополнительные половые факторы, такие как гормональные различия, отмечает она.

Учёные также позаботились о том, чтобы Х-хромосомы от обоих родителей были генетически идентичными. Это позволило исключить различия, вызванные самими генами, и сфокусироваться на эффекте их происхождения.

Результаты экспериментов

В тестах на прохождение лабиринта молодые мыши с активными только материнскими Х-хромосомами (Mom-X) показали такие же когнитивные способности, как и остальные молодые мыши. Однако в старшем возрасте у них наблюдался более выраженный когнитивный упадок, особенно в области пространственной и рабочей памяти.

«Результаты тестов показали довольно заметный эффект», — говорит Дубал.

Учёные решили проверить, связаны ли эти изменения с гиппокампом — ключевой зоной мозга, отвечающей за память. Анализ эпигенетических маркеров ДНК из гиппокампа показал, что у мышей Mom-X на поздних этапах жизни биологическое старение гиппокампа происходило быстрее, чем у мышей с двумя активными Х-хромосомами.

Далее исследователи изучили, какие гены активны в нейронах гиппокампа в зависимости от того, какая Х-хромосома (материнская или отцовская) активна. Они обнаружили, что три гена — Sash3, Tlr7 и Cysltr1 — были выключены на материнской Х-хромосоме, но активно работали на отцовской. С помощью технологии CRISPR учёные активировали эти гены в мозге старых мышей с единственной материнской Х-хромосомой. В результате мыши показали улучшение пространственного обучения и памяти.

Возможные выводы для людей

Интересно, что у людей эти три гена участвуют в иммунной защите, но их точная роль в нейронах пока неясна, говорит Дубал. В будущем учёные планируют изучить функции этих генов в различных типах клеток мозга. Также пока неизвестно, почему Х-хромосомы разного происхождения подвергаются различным эпигенетическим изменениям.

Команда также хочет изучить, что эти результаты могут означать для мужчин, у которых есть только материнская Х-хромосома. В теории, это может приводить к более высоким темпам старения мозга у мужчин. Однако эта гипотеза требует подтверждения.

Поскольку исследование проводилось только на мышах, дальнейшая работа должна проверить эти результаты на человеческой ткани мозга.

«Это действительно уникальная и новаторская работа, но пока имеются ограничения», — говорит Бакли.

В перспективе это направление исследований поможет лучше понять влияние пола на риск деменции, отделяя его от социальных факторов, таких как уровень образования. Это позволит разрабатывать индивидуальные подходы к лечению когнитивного упадка.

«Сейчас мы используем единый подход для всех, но, по сути, это не то, что сдвинет проблему с места», — заключает Бакли.


Понравилось? Поделитесь с друзьями!

Комментарии

- комментариев

Включить уведомления Да Спасибо, не надо