Лимфоциты тормозят нейрогенез

Иммунные клетки помешали размножиться нейронам стареющих мышей

Возможно, именно поэтому умственные способности с возрастом снижаются

Полина Лосева, «Чердак»

Группа исследователей из Стэнфорда разобрала на отдельные клетки участок мышиного мозга, в котором образуются новые нейроны. У старых мышей среди нервных клеток разных специализаций ученые обнаружили Т-лимфоциты, которые обычно не встречаются в молодом мозге. Оказалось, что иммунные клетки настроены агрессивно: они размножаются и выделяют интерферон – прововоспалительный белок, который мешает предшественникам нервных клеток размножаться.

В Nature вышла статья о том, как иммунная система влияет на мозг, среди авторов которой стэнфордский ученый Тони Висс-Кори (Dulken et al., Single-cell analysis reveals T cell infiltration in old neurogenic niches). Именно его группа в 2014 году продемонстрировала, что переливание крови от молодых животных старым улучшает умственные способности мышей. В 2017 году Висс-Кори с коллегами ввел старым мышам уже человеческую молодую кровь, взятую из пуповин новорожденных, и снова, судя по поведенческим тестам и количеству нейронных связей в мозге, состояние животных улучшилось. Сейчас ученый среди прочего проводит клинические исследования по переливанию крови от молодых доноров для борьбы с болезнью Альцгеймера.

Параллельно Висс-Кори изучает и обратный процесс – угнетающее влияние «старой» крови на мозг. Этой весной его группа показала, что после ее инъекций у животных развиваются признаки воспаления в сосудах мозга. При этом иммунные клетки прилипают к стенкам сосудов и, возможно, выделяют провоспалительные вещества, подавляющие работу нервной ткани. В новой работе Висс-Кори в составе большой группы стэнфордских ученых заглянул внутрь мозга стареющих мышей.

Исследователи провели перепись клеточного состава субвентрикулярной зоны – участка на дне желудочка мозга, где могут образовываться новые нейроны, у молодых (3 месяца) и старых (28-29 месяцев) мышей. Для этого ученые извлекли эту часть мозга, разобрали ее на отдельные клетки и отсеквенировали РНК в каждой из них, тем самым составив наборы работающих генов. По этим наборам они идентифицировали клеточную специализацию.

Ученые обнаружили, что в молодом мозге гораздо больше клеток – предшественников нейронов, то есть тех, которые еще не обрели свою окончательную «профессию» и могут размножаться. В старом мозге этих клеток практически не оказалось, зато исследователи нашли целую популяцию Т-лимфоцитов – иммунных клеток, призванных находить и уничтожать «поломанные» клетки организма. При этом рядом с ними не оказалось сосудов, а это значит, что Т-клетки не застряли в кровотоке, как в предыдущих экспериментах, а действительно пробрались внутрь нервной ткани.

В субвентрикулярной зоне головного мозга Т-клетки (белые) отсутствуют, а клетки-предшественники нейронов (фиолетовые) гораздо более склонны к пролиферации (зеленые) у молодых мышей (слева), чем у старых (справа).  Paloma Navarro, пресс-релиз Stanford University School of Medicine Immune cells invade aging brains, disrupt new nerve cell formation – ВМ.

В молодом здоровом мозге есть своя иммунная система – микроглия. Она состоит из профессиональных «мусорщиков», поедающих обломки мертвых клеток и прочие молекулы, нарушающие порядок в межклеточном веществе. Благодаря гематоэнцефалическому барьеру никакие другие иммунные клетки в молодой мозг пробраться не могут: если они начнут размножаться и гоняться за паразитами внутри нервной ткани, в процессе могут погибнуть и «мирные» нейроны.

Исследователи выдвинули две гипотезы, которые могут объяснить обилие Т-клеток в старом мозге: либо они проникли внутрь сквозь «протекающий» гематоэнцефалический барьер, либо пришли туда специально, в поисках врага. Чтобы это проверить, ученые сравнили РНК в Т-лимфоцитах мозга и Т-лимфоцитах мышиной крови. Каждая Т-клетка специфична, то есть производит рецептор, распознающий одну-единственную молекулу. После встречи с мишенью она начинает размножаться, производя клон клеток с таким же рецептором. Авторы статьи обнаружили, что в мозге старых мышей преобладают Т-лимфоциты нескольких клонов, непохожих на те, что встречаются в крови. Значит, они попали туда не случайно, а «по делу» – вероятно, какие-то из старых клеток мозга начали производить «поломанные» белки, которые иммунная система приняла за врага.

Наконец исследователи проверили, как присутствие Т-лимфоцитов влияет на образование новых клеток в мозге. Клетки – предшественники нейронов, которых вырастили вместе с Т-лимфоцитами, делились гораздо хуже, чем те, кто рос поодиночке. Судя по всему, дело в гамма-интерфероне – провоспалительном белке, который производят Т-клетки. Если добавить в среду культивирования предшественников нейронов гамма-интерферон, то они перестают размножаться так же, как если бы рядом с ними был настоящий лимфоцит.

Таким образом, Висс-Кори с коллегами добавил еще один штрих в портрет стареющего мозга. Воспаление возникает не только в прилежащих сосудах, но и непосредственно внутри ткани. А иммунные клетки, приходящие в воспаленный орган, тормозят в нем размножение клеток, чем, вероятно, усугубляют возрастной упадок нервной системы.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru