Белок пуповинной крови омолаживает старых мышей
Исследователи Стэндфордского университета, работающие под руководством профессора Тони Уисс-Кори (Tony Wyss-Coray), продемонстрировали, что пуповинная кровь человека, а именно содержащийся в ней белок, повышает функциональность головного мозга и познавательную способность мышей.
В широко обсуждавшемся научной общественностью более раннем исследовании авторы продемонстрировали, что введение человеческой плазмы (жидкого компонента крови) может оказывать положительное влияние на память мышей и их способность к обучению. На основании этого они предположили, что аналогичный эффект может наблюдаться и у человека. Этот факт также интересен с точки зрения разработки «омолаживающих» препаратов, так как, согласно предположению ученых, наблюдаемые эффекты преимущественно обусловлены одним белком.
В рамках своего нового исследования они сравнили белковый состав плазмы двух групп людей в возрасте 19-24 и 61-82 лет, а также пуповинной крови и идентифицировали ассоциированные с возрастом изменения уровней концентрации ряда белков.
Авторы предполагают, что эти изменения могут оказывать влияние на гиппокамп – регион головного мозга, ответственный за память. В особенности гиппокамп важен для запоминания пространственной информации (например, способности находить машину, припаркованную несколько часов назад на многоуровневой парковке), а также информации об автобиографических событиях (например, того, что вы ели на завтрак).
По малопонятным причинам гиппокамп особенно подвержен губительному действию процессов нормального старения, что проявляется дегенерацией, гибелью нервных клеток и уменьшением размеров. Параллельно этого происходит угасание памяти и способности к обучению. Дегенерация гиппокампа также является ранней манифестацией болезни Альцгеймера.
Для идентификации влияния старой, молодой и «наиболее молодой» человеческой крови на функции гиппокампа исследователи использовали иммунодефицитных мышей, которым можно многократно вводить человеческую плазму без риска развития иммунологических реакций отторжения. Предварительные эксперименты показали, что у животных этой линии возрастное угасание активности, целостности и регенеративной способности гиппокампа происходило немного быстрее, чем у нормальных животных.
Старые иммунодефицитные мыши демонстрировали более низкие результаты при прохождении тестов на память и способность к обучению, чем молодые животные. В таком тесте, известном как лабиринт Барнса, мышей помещают на стол примерно 60 см в диаметре и 40 см высотой. Яркое освещение и большое открытое пространство вызывают у мышей чувство опасности. В столе имеется множество отверстий, к одному из которых снизу прикреплена трубка, в которой испуганная мышь может найти темноту и безопасность. Через другие отверстия животное падает на пол, падение с такой высоты не причиняет ему вреда, но вызывает неприятные воспоминания. Место прикрепления трубы можно изменять, также как и расположение визуальных подсказок, ведущих животное к спасительному отверстию.
Введение старым мышам человеческой пуповинной крови через день в течение двух недель значительно улучшало многие параметры функционирования гиппокампа. В то же время плазма пожилых людей не оказывала никакого эффекта, а плазма молодых людей индуцировали промежуточные изменения.
В поисках белка, ответственного за этот эффект, авторы проанализировали уровни белков в плазме людей разных возрастных групп. Их внимание привлек тканевой ингибитор металлопротеиназ-2 (TIMP2) – белок, относящийся к хорошо известной группе из 4 тканевых ингибиторов металлопротеиназ, регулирующих активность белков, функция которых заключается во фрагментировании других белков окружающего клетки матрикса.
Введение самого TIMP2 старым мышам в целом воспроизводило положительные эффекты плазмы пуповинной крови. Оно даже возвращало животным способность мышей устраивать гнезда: обычно утрачиваемый в преклонном возрасте инстинкт, заключающийся в использовании доступных материалов, таких как предоставляемые исследователями ватные диски, для создания гнезд, в которых животные любят спать. В то же время, введение старым мышам плазмы пуповинной крови, обедненной TIMP2, не оказывало никакого влияния на память и способность к обучению. А введение здоровым молодым животным нейтрализующих TIMP2 антител ухудшало их результаты, при выполнении тестов на запоминание.
Статья Joseph M. Castellano et al. Human umbilical cord plasma proteins revitalize hippocampal function in aged mice опубликована в журнале Nature.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Stanford University School of Medicine: Study shows protein in human umbilical cord blood rejuvenates old mice’s impaired learning, memory.
25.04.2017