Группа ученых из университетских больниц Кливленда, Университета Кейс Вестерн Резерв и Медицинского центра Луиса Стокса (США) выявила молекулярный механизм, лежащий в основе возрастного снижения когнитивных функций. Результаты работы, выполненной под руководством лаборатории Пайпера, опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
В центре внимания исследователей оказался гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) — защитная структура, регулирующая обмен веществ между кровотоком и мозгом. Эндотелиальные клетки, выстилающие сосуды внутри этой системы, обеспечивают плотную упаковку, препятствующую проникновению патогенов и токсинов, а также динамически управляют кровоснабжением активных зон мозга. Нарушение этих функций давно наблюдается при старении, однако точные молекулярные причины деградации ГЭБ оставались неясными, что сдерживало разработку таргетных методов лечения.
Исследование показало, что с возрастом эндотелиальные клетки теряют способность вырабатывать белок KLF4. Используя двухфотонную микроскопию для наблюдения за мозгом живых мышей, авторы работы зафиксировали, что потеря KLF4 ведет к повышению проницаемости ГЭБ, уменьшению числа мелких сосудов и нарушению связи между активностью нейронов и их кровоснабжением. Даже у мышей среднего возраста эти изменения вызывали окислительное повреждение тканей, нейровоспаление, повреждение нервных клеток, а также тревожное поведение и когнитивные расстройства, характерные для гораздо более старых особей.
Потеря KLF4 в эндотелии ускорила все измеряемые аспекты старения мозга. Это позволяет предположить, что терапия, направленная на сохранение или восстановление функции этого белка, может предотвратить возрастное ухудшение работы ГЭБ и последующее снижение когнитивных способностей.
Анализ с использованием секвенирования РНК отдельных клеток подтвердил, что дефицит KLF4 нарушает генетические программы иммунного ответа и целостности ГЭБ. В ближайших планах исследователей — выяснить причины снижения активности белка и найти способы безопасного повышения его уровня для защиты мозга в пожилом возрасте.
Ранее ученые назвали неожиданную группу людей, стареющую наиболее быстро.
