Иммунные клетки мешают обновляться стареющему мозгу

Т-лимфоциты, проникая в мозг, с помощью интерферона подавляют активность нервных стволовых клеток.

Чтобы замещать вышедшие из строя клетки, у наших тканей и органов есть запас стволовых клеток – они способны, во-первых, очень долго делиться (то есть их количество остаётся более-менее постоянным), а во-вторых, в случае чего стволовые клетки превращаются в специализированные (или дифференцированные) клетки, которые нужны конкретному органу.

Так, у крови есть запас стволовых клеток крови, которые могут превращаться в эритроциты, лимфоциты и др., у кожи есть свои стволовые клетки, которые дают новые кожные клетки на смену отмершим, и т. д. Есть свои стволовые клетки и в мозге, но, если говорить о мозге млекопитающих, то стволовые клетки в нём сгруппированы в двух зонах: так называемой субвентрикулярной зоне, примыкающей к желудочкам мозга, и в одной из извилин гиппокампа.

Новые нейроны, которые появляются в субвентрикулярной зоне, помогают работать обонятельному тракту (обоняние для зверей, как мы знаем, чрезвычайно важно); что же до гиппокампа, то это – один из основных центров памяти, и новые нервные клетки здесь тоже могут быть очень даже к месту.

При этом, говоря о взрослом нейрогенезе – так называют появление новых нейронов во взрослом мозге – нельзя не упомянуть  проблему с человеческим мозгом. У взрослых людей вроде как тоже обнаруживали новые нейроны (причём только в гиппокампе), но потом оказалось, что всё не так просто, и в последнее время нейробиологи особенно активно спорят о том, до какого возраста у нас образуются новые клетки в мозге и образуются ли вообще.

Но даже если взять мозг какого-нибудь лабораторного грызуна, в котором взрослый нейрогенез хорошо изучен, то мы увидим, что с возрастом активность стволовых нервных клеток ослабевает – они делятся всё реже, и новых нейронов потому становится всё меньше.

В общем-то, со временем у всех стволовых клеток, не только нервных, появляются проблемы, но вот откуда берутся эти проблемы в каждом отдельном случае – особый вопрос. Про старые стволовые клетки из мозга известно, что если их оттуда достать и начать выращивать в культуре, они будут делиться не хуже молодых. То есть можно предположить, что в окружении нервных стволовых клеток в старом мозге появляется что-то такое, что мешает им работать как следует.

Окружение в жизни стволовых клеток действительно играет большую роль: они постоянно впитывают сигналы вспомогательных клеток-соседей, которые помогают стволовым клеткам питаться, делиться, превращаться в специализированные клетки. Исследователи из Стэнфорда пишут в Nature, что стволовые клетки мозга начинают хуже работать действительно из-за возрастных изменений в их микроокружении.

С одной стороны, во вспомогательных клетках, образующих это микроокружение, с возрастом меняется активность генов. С другой стороны, в мозге старых мышей в одной из зон со стволовыми клетками обнаружились Т-лимфоциты (точнее, одна из разновидностей Т-лимфоцитов).

Авторы работы сообщают, что такие же Т-лимфоциты удалось найти и в старом человеческом мозге, что само по себе удивительно – ведь известно, что мозг защищён от крови гематоэнцефалическим барьером, который не пропускает в мозг иммунные клетки и ещё многое другое. Возможно, с возрастом барьер даёт течь, и лимфоциты, которые проходят через него, вносят вклад в старение мозга.

Те Т-клетки, которые удалось найти в зоне нервных стволовых клеток, синтезировали много гамма-интерферона – одного из иммунных сигнальных белков. В свою очередь, у стволовых клеток в старом мозге были рецепторы к гамма-интерферону, и, судя по активности их генов, эти клетки реагировали на появление интерферона – и, что самое главное, в ответ на интерферон они начинали реже делиться. Если Т-лимфоциты запускали в мозг молодых мышей, то и у них нервные стволовые клетки становились менее активны. Наконец, когда молодые нервные стволовые клетки выращивали в лабораторной культуре вместе с Т-лимфоцитами, то активность стволовых клеток зависела от того, синтезируют ли Т-лимфоциты гамма-интерферон. Иными словами, иммунные клетки вместе с их интерфероном мешают обновляться нейронам в стареющем мозге – в тех его зонах, где такое обновление было возможно.

Конечно, остаётся вопрос, как и почему Т-клетки вдруг приходят в мозг, что их сюда тянет и почему они начинают выделять интерферон. Возможно, что если как-то запретить Т-лимфоцитам идти в мозг или хотя бы отключить стволовые нервные клетки от интерферона, это поможет мозгу хотя бы отчасти сохранить молодость. И также вполне возможно, что скорое прекращение нейрогенеза во взрослом человеческом мозге, о котором говорят некоторые исследователи, может быть связано с чрезмерной активностью нашего иммунитета – впрочем, любую гипотезу здесь нужно так или иначе подтвердить экспериментом.

По материалам Nature.