Стволовые клетки мозга омолаживаются на голодном пайке

Сократив старым стволовым клеткам поступление глюкозы, можно заставить их делиться подобно молодым.

Наши ткани и органы обновляются с помощью стволовых клеток, но стволовые клетки тоже стареют: с возрастом они делятся уже не так активно, как раньше, и из них получается меньше специализированных тканевых клеток, которые могли бы заменить вышедшие из строя. Если суметь как-то омолодить стволовые клетки, то получится омолодить весь орган – или, если не совсем омолодить, то хотя бы замедлить старение. В экспериментах по омоложению стволовых клеток часто используют генную инженерию: например, их можно снабдить лишней копией гена, от которого напрямую зависят их стволовых свойства.

А можно, наоборот, какие-то гены выключить, и получить аналогичный омолаживающий эффект. Сотрудники Стэнфордского университета описывают в Nature эксперименты со стволовыми клетками мозга мышей. Как известно, у взрослых млекопитающих клетки мозга отчасти восстанавливаются благодаря запасу нервных стволовых клеток в гиппокампе и так называемой субвентрикулярной зоне около желудочков мозга. Клетки, которые образуются в субвентрикулярной зоне, двигаются к обонятельному тракту, по которому идут сигналы от обонятельных рецепторов к соответствующим зонам головного мозга. Обоняние для зверей крайне важно, и вряд ли стоит удивляться, что в их мозге есть механизм, помогающий восполнить потери связанных с ним клеток.

У старых мышей стволовые клетки менее активны, чем у молодых. Исследователи взяли образцы клеток у старых и молодых животных и стали систематически отключать в них гены, проверяя, как это скажется на их стволовой активности. Таких генов сначала набралось более трёхсот, но потом, когда от опытов с культурами клеток перешли к опытам с животными, их число сократилось до двадцати четырёх. Эти гены в той или иной мере связаны с работой ресничек и транспортом глюкозы в клетку. Ресничками называют тонкие мембранные выпячивания на поверхности клетки, которые могут быть подвижными или неподвижными. От них зависит микроокружение клетки, сигналы, которые она принимает и передаёт наружу; также реснички активно участвуют в эмбриональном развитии и дифференцировке клеток.

Однако в дальнейших экспериментах исследователи сфокусировались на генах, связанных с транспортом глюкозы, точнее, на одном из них – Slc2a4, от которого был наибольший эффект. Когда его отключали, стволовые клетки у старых мышей начинали делиться столь же интенсивно, как у молодых, при этом у молодых ничего от выключения Slc2a4 не менялось, их нервные стволовые клетки работали, как обычно. Вообще без глюкозы старые клетки вряд ли оставались, для транспорта глюкозы есть несколько белков, но глюкозный паёк у них явно уменьшался.

Это не первая работа, которая указывает на связь между старением и обменом веществ, в данном случае – углеводным обменом веществ. Известно, что урезание калорий идёт на пользу самым разным физиологическим, клеточным, молекулярным процессам; вот и тут уменьшение потока глюкозы в клетку помогло стволовым клеткам вспомнить молодость.

Может быть, необязательно именно выключать ген, может быть, можно просто как-то целенаправленно подавить активность белка, который переносит глюкозу в нервную стволовую клетку. Возможно, что такой же рецепт подходит и стволовым клеткам других тканей, хотя это всё равно нужно проверять отдельно. Но если говорить именно о нервных клетках, то пока нельзя сказать, поможет ли такой метод человеческому мозгу, потому что до сих пор неясно, есть ли в нём взрослый нейрогенез.

Да, мозговые стволовые клетки долго и плодотворно изучают у животных, но человек всё-таки отличается и от мышей, и даже от шимпанзе, и споры о том, обновляются ли клетки мозга у взрослых людей, пока не решён.