В возрастном угасании умственных способностей участвует белок-тупица

Угасание познавательных способностей в преклонном возрасте ассоциировано со снижением активности синтеза новых нейронов в гиппокампе – регионе мозге, считающимся ответственным за память. Исследователи Немецкого центра исследований рака, работающие под руководством профессора Аны Мартин-Виллалба (Martin-Villalba), установили, что блокирование активности сигнальной молекулы Dickkopf-1 в мозге старых мышей значительно усиливает продукцию новых нервных клеток. При выполнении заданий на ориентацию в пространстве и запоминание такие животные не уступали молодым мышам.

Основной задачей проводимой авторами работы является изучение молекулярных причин снижения активности нейрогенеза в стареющем гиппокампе. Локализующиеся в этой структуре стволовые клетки обеспечивают обновление нервных клеток головного мозга в течение всей жизни. Судьба этих клеток регулируется определенными молекулами, содержащимися в их микроокружении: они могут пребывать в состоянии покоя, самообновляться или дифференцироваться в один из двух типов специализированных клеток мозга: астроциты или нейроны. Одним из таких регуляторных факторов является сигнальная молекула Wnt, стимулирующая формирование новых нейронов. Как оказалось, ее активность может быть нейтрализована активностью другой сигнальной молекулы – Dickkopf-1. Этот белок, получивший свое название от немецкого «dick» – толстый и «Kopf» – голова (собственно слово "Dickkopf" переводится как «упрямец, глупец, тупица» :), был открыт в 1998 году и известен как сигнальная молекула, вовлеченная в процесс формирования головы в процессе эмбрионального развития.)

Авторы обнаружили, что концентрация белка Dickkopf-1 в мозге старых мышей значительно превышает его концентрацию в ткани мозга молодых животных. На основании этого наблюдения они предположили, что именно эта сигнальная молекула может быть ответственна за снижение скорости продукции новых нейронов, наблюдаемое по мере старения организма. Это предположение было протестировано путем создания генетически модифицированных животных, не имеющих функционального варианта гена, кодирующего белок Dickkopf-1.

Дальнейшие эксперименты показали, что стволовые клетки, локализующиеся в гиппокампе животных этой линии, самообновляются значительно чаще и производят намного больше новых нейронов, чем стволовые клетки гиппокампа обычных мышей. Это различие оказалось наиболее выраженным у животных 2-летнего возраста, в мозге которых формировалось на 80% больше молодых нейронов, чем в мозге животных группы контроля. Более того, оказалось, что вновь сформированные клетки мутантных животных созревали в нейроны, имеющие большое количество отростков, тогда как формирующиеся нейроны мышей группы контроля того же возраста имели более рудиментарное строение.

Стандартные тесты на ориентирование в лабиринте с использованием животных в возрасте 3 и 18 месяцев показали, что, в отличие от обычных животных, пространственная ориентация которых с возрастом значительно ухудшается, она совершенно не страдает у стареющих мышей, не имеющие функционального гена Dickkopf-1. Аналогичные результаты были получены при сравнении сохранности пространственной памяти обычных и генетически модифицированных мышей.

Полученные результаты поднимают вопрос о возможности блокирования активности гена или белка Dickkopf-1 с помощью фармакологических препаратов. Антитела против белка Dickkopf-1 уже проходят клинические исследования как средство для лечения совершенно другого состояния. По словам авторов, очень заманчиво предполагать, что подобный препарат позволит замедлять возрастное угасание познавательных способностей. Однако на сегодняшний день эта мысль является всего лишь мечтой, так как проведенные эксперименты на мышах являются лишь первым шагом на пути изучения этого вопроса.

Статья Seib et al. Loss of Dickkopf-1 restores neurogenesis in old age and counteracts cognitive decline опубликована в журнале Cell Stem Cell.

Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам EurekAlert:
Dickkopf makes fountain of youth in the brain run dry.

11.02.2013