Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 192: мозг стареет по вине иммунитета

Согласно исследованию ученых из Стэнфорда, опубликованном в Nature, старение мозга провоцируют иммунные реакции. Ученым удалось затормозить их и предотвратить когнитивные нарушения, связанные со старением.

Миелинизированный нейрон


С возрастом связано развитие множества болезней, среди которых чаще всего фигурируют потеря ясности ума и деменция. Буквально недавно мы обсуждали, что возрастные изменения мозга в том числе связаны с тем, что нейроны хуже усваивают глюкозы, и потому им не хватает энергии.

Как оказалось, иммунитет не остается в стороне. По мере старения некоторые иммунные клетки начинают выполнять свою работу все менее качественно. В этой работе речь идет о миелоидных клетках. В норме они борются с возбудителями заболеваний или утилизируют старые и отмершие клетки, перерабатывая мусор и поставляя питание другим клеткам. Но с возрастом они могут сбиться с курса.

В ходе исследования на культурах клеток мозга человека и на живых мышах исследователи показали, что возрастные популяции миелоидных клеток дважды начинают бороться с несуществующим врагом. Во-первых, они начинают вырабатывать неадекватно большое количество PGE2 – биологически активного вещества, иммуномедиатора, простагландина 2 типа. Он опосредует воспалительные и болевые реакции в организме.

Для развития воспаления нужно, чтобы молекулы PGE2 связались с рецепторами к простагландинам на поверхности иммунных клеток, называемыми EP2. Чем больше этих рецепторов, тем восприимчивее иммунная клетка в тому, чтобы провоцировать воспалительные реакции.

Коварство в том, что с возрастом миелоидные клетки начинают «собирать» на своей поверхности чрезмерно много рецепторов к простагландину. Получается двойная петля положительной обратной связи: миелоидные клетки заводят сами себя, провоцируя воспалительные реакции в нервной системе. Предположительно, именно с этим нейровоспалением связано множество заболеваний нервной системы, ассоциированных со старостью, в том числе, возможно, болезнь Альцгеймера.

В своих экспериментах ученые исследовали действие веществ, блокирующих рецепторы к простагландину. Заблокировав эти рецепторы и лишив миелоидные клетки «запала», они тестировали пожилых мышей и оценивали показатели клеточных культур мозга человека.

Ингибиторы рецепторов EP2 обращали вспять возрастное когнитивное снижение у мышей. Мыши старшего возраста, получившие их, показали такие же результаты тестов на запоминание и пространственную навигацию, как и молодые взрослые мыши. В клеточных культурах также удалось выявить изменения метаболизма, которые можно было охарактеризовать как «омоложение».

Пока что ни одно из используемых веществ-ингибиторов не одобрено для медицинского применения у людей. Теперь исследователям предстоит исследовать их фармакологическую безопасность, чтобы далее рассматривать вопрос об их применении не только в исследовательских, но и терапевтических целях.


Текст: Дарья Тюльганова

Restoring metabolism of myeloid cells reverses cognitive decline in ageing by Paras S. Minhas et al. in Nature. Published January 2021.

https://doi.org/10.1038/s41586-020-03160-0

Нейронауки в Nature и Science. Выпуск 102: искусственная регенерация в сетчатке позволила слепым животным увидеть свет

Американским нейробиологам впервые удалось «пробудить» регенеративный потенциал одного из типов клеток сетчатки млекопитающих и обеспечить способность видеть свет слепым от рождения лабораторным животным. Ученые считают,…

Нейронауки в Nature и Science. Выпуск 103: протеиновые капли для нейронов и иммунитета

Американские исследователи определили механизм формирования и биохимическую роль так называемых протеиновых «капель». Они необходимы для хранения нейромедиаторов в нейронах, а также участвуют в формировании иммунного…

Нейронауки в Nature и Science. Выпуск 104: как мозг осознаёт время?

Учёные обнаружили сеть нейронов, которая играет ведущую роль в формировании временного восприятия опыта. Статья об этом вышла в журнале Nature. Credit: Норвежский университет естественных и…

Нейронауки в Nature и Science. Выпуск 105: ещё одна попытка победить спинальную травму

Починить разорванные нейроны спинного мозга можно, вернув их в более молодое состояние, – об этом сообщает исследование, опубликованное в конце августа в журнале Nature. Credit: Sofroniew…

Нейронауки в Nature и Science. Выпуск 112: что делает каракатиц мастерами маскировки

Головоногие моллюски и каракатицы в частности – настоящие мастера маскировки. Они могут становиться практически незаметными в самых разных местах. Как нервной системе удается управлять этим…

Нейронауки в Nature и Science. Выпуск 156: первый институт нейронаук на Африканском континенте

Как известно, журнал Nature, одно из самых авторитетных изданий в мире, начинался как научно-популярный журнал, поэтому до сих пор в каждом выпуске есть новости науки…

Нейронауки в Nature и Science. Выпуск 32: опутывающий мозг нейрон и тайна клауструма

Нынешний выпуск не совсем про «большие» журналы. Новость эта только была опубликована на сайте Nature, а докладывал её директор Института Аллена по изучению мозга Кристоф Кох…

Нейронауки в Nature и Science. Выпуск 57: как мозг умеет достраивать реальность

Учёные выяснили, насколько точно наш мозг определяет границы предметов. Исследование опубликовано в Nature, где сообщается, как нейроны связываются при реакции на границы предметов, чтобы структура…

Нейронауки в Nature и Science. Выпуск 3: «плохое» влияние

Чтобы найти эффективное средство для лечения какого-либо заболевания, нужно установить его причину. В случае с аутизмом (расстройства, которое проявляется проблемами социальных взаимодействий, а также ограниченными…

Нейронауки в Nature и Science. Выпуск 99: эмоциональность млекопитающих напрямую зависит от строения мозга

Влияют ли размеры мозга и сложность его строения на способность горевать, взялись выяснить итальянские исследователи. Изучив поведение дельфинов и китов, которые могут проявлять чувства по…

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 10: а были ли гены?

Иллюстрация: Stockvault Новость Внимательный читатель рубрики «Нейронауки в Nature и Science» заметит, что новости, которые мы обсуждаем в этой колонке, часто появляются на неделю-две позже,…

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 106: нервная система у растений?

Считается, что специализированная нервная ткань, позволяющая проводить электрические сигналы по всему телу, есть только у животных. Ключевую роль в передаче электрических сигналов играют маленькие молекулы…

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 107: как выключить боль от прикосновений?

Нейропатическая боль – хронический, трудно поддающийся лечению синдром, при котором даже легкое прикосновение приносит больным невыносимое страдание. Ученые из детского госпиталя в Бостоне и Национального…

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 108: как и зачем в мозге работает подавление шума

В наш мозг встроена функция, позволяющая нам игнорировать повторяющиеся звуковые стимулы, как на примере мышей выяснили исследователи из из Медицинской школы Университета Дьюка и Нью-Йоркского…

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 101: структура «главного тормозного рецептора» с атомным разрешением

Быстрое торможение нервных импульсов в нашем мозге осуществляется при помощи специального «тормозного» нейромедиатора, гамма-аминомасляной кислоты (GABA или ГАМК). Основной рецептор ГАМК – это так называемый…

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 100. Нейростарости: растворимые сенсоры в мозге

Ученые из Медицинской школы Университета штата Вашингтон в Сент-Луисе и инженеры из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейне в 2016 году создали датчики, которые нейрохирурги смогут имплантировать…

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 117: расшифровка нейронных контуров

Каждое наше действие происходит поэтапно: сначала его надо спланировать, а потом выполнить. Но как связаны нейроны в этом простом, на первый взгляд, контуре? Долгое время…

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 11: школа молодых нейронов

Мы уже неоднократно писали писали, что во-первых, нейроны могут восстанавливаться во взрослом возрасте за счет деления нервных стволовых клеток, а, во-вторых, внешние факторы вроде стресса…

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 116: от криоэлектронной микроскопии до синдрома раздражённого кишечника

Американские молекулярные биологи впервые получили трехмерную структуру активированного рецептора серотонина (3А), что позволит создать более эффективные препараты против синдрома раздраженного кишечника и облегчить побочные эффекты…

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 118: карта работы генов клеток мозга и новые нейроны

Нейробиологи разработали классификацию генетической экспрессии типов клеток головного мозга мыши и воспользовались ей, чтобы выявить два новых типа нейронов, участвующих в движении. Обе работы –…

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 114: пациентов с параличом конечностей снова научили ходить

Крайне воодушевляющие новости нейрореабилитации поступили из Швейцарии: пациенты с хроническим параличом нижних конечностей, сохраняющимся в течение нескольких лет, благодаря точечной электрической стимуляции спинного мозга научились…

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 113: как мозг решает, на что обратить внимание?

Биологи из Стэнфорда сообщают в Science о том, что им удалось показать, как мозгу удается вычленить важную информацию в окружающей среде и с ее помощью планировать…

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 110: как развивается цветовое зрение (видео)

Большинство исследований, предметом которых было развитие зрения, проводились на модельных животных: мышах и рыбках данио рерио. Только вот основное их отличие от человека состоит в…

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 109. Человеческие «нейроны Дауна» в мозге мыши

Исследователи из Имперского колледжа Лондона и Кембриджского университета впервые наблюдали за тем, как растут нейроны и образуются связи между ними после переноса клеток из мозга…

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 120: как меняется мозг при депрессии и зависимостях

Учёные из Медицинской школы Мэрилендского университета выявили изменения в системе вознаграждения мозга, связанные с депрессией. О своем открытии они рассказали в статье в журнале Nature…

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 119: изменчивый геном нейронов и болезнь Альцгеймера

В любом учебнике по биологии жирным шрифтом (а иногда ещё и курсивом в придачу) написано, что генетический материал всех клеток многоклеточного организма одинаков, а различия…

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 121: органоиды мозга как модель для понимания генетики аутизма

Сегодня на портале Neuronovosti.Ru – смешение жанров. С одной стороны, рассказ пойдет о свежайшей статье в Science, новый номер которого посвящен нейронаукам, а с другой…

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 122: как зона «памяти» контролирует социальную агрессию

Эксперименты с участием мышей помогли ученым раскрыть некоторые «социальные» функции мозга. Исследованиеопубликованов журнале Nature. Клетки зоны CA2 в гиппокампе.  Сredit: Felix Leroy and David H. Brann/Siegelbaum…

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 126: ещё раз о гребневиках или сколько раз возникала нервная система?

Вот уже несколько лет гребневики – двуслойные морские животные, похожие на медуз, но не имеющие стрекающих клеток – не дают покоя нейробиологам и зоологам: имеется…

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 125: опиоид без побочных эффектов

Одна из главных проблем современной медицины — это боль. А в борьбе с болью одним из мощнейших средств уже давно стали опиоиды, вещества, которые связываются с опиоидными…

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 124 Синапсы слабеют ночью

Проведенные в 2016 году исследования дают нам новые представление о ночной жизни синапсов. Обе работы, опубликованные в Science,  демонстрируют значительные изменения в структуре и в…

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 127: не хотите болезнь Альцгеймера – не лишайте себя сна

Спите 7-8 часов в сутки и будете здоровы. Эта фраза – не просто совет от специалистов по ЗОЖ, с каждым новым исследованием она обрастает все…

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 129: целый мозг в наномасштабном разрешении

Международная группа исследователей создала такую методику микроскопии, которая позволит увеличить мозг до размеров, позволяющих увидеть даже самые мелкие части нейронов без каких либо структурных повреждений…

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 12: как склеить спинной мозг

Остаться парализованным из-за повреждения позвоночника – это, безусловно, трагедия как для пациентов, так и для их близких. То, как быстро восстановится спинной мозг при повреждениях,…

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 130: почему, когда болеешь, хочется спать

Изучив более 12 000 особей дрозофил, ученые из Медицинской школы Перельмана при Пенсильванском университете идентифицировали ген под названием nemuri (от японского nur – сон), который заставляет нас больше…

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 134: как антитабачное средство управляет нейронами

Препарат, который помогает бросить курить, может принести пользу и в нейробиологии. Сверхмалые дозы препарата варениклина, судя по исследованию из свежего выпуска журнала Science, смогут при…

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 133: нейронный Оле-Лукойе

Несколько лет назад выяснили, что заставляет наш мозг погружаться в сон и просыпаться. Исследование, проведённое командой из Оксфорда и опубликованное в Nature в 2016 году,…

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 132: как недосып убивает артерии

Тот факт, что хронический недосып сказывается на сердечно-сосудистой системе, было известно давно. Однако молекулярные механизмы, лежащие в основе этого эффекта, долгое время оставались неизвестными. В…

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 131: восстановить память при помощи оптогенетики

Согласно одной из статей в журнале Science за 2016 год, группа нейронов способна одновременно активироваться вспышкой света даже на следующий день после стимуляции единичной клетки….

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 135: раскрыт механизм антидепрессантного действия кетамина

Ученые выяснили, как именно кетамин способствует устранению депрессии. Они показали, что препарат активирует рост дендритных шипиков на нейронах медиальной префронтальной коры в мозге. Считается, что…

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 136: жизнь после смерти

Статья, вышедшая вчера в новом номере журнала Nature, буквально всколыхнула общественность: в ней полностью описана методология того, как можно сохранить мозг в жизнеспособном состоянии, как минимум,…

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 13: парализованная макака и нейроинтерфейс

Последние годы стали бумом интерфейсов «мозг-компьютер». Работ за это время вышло столько, что между словами «нейроинтерфейс» и «интерфейс мозг-компьютер» стали ставить знак равенства. Однако работа,…

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 137: у утят «нашли» абстрактное мышление

Последнее время учёные «открывают» множество животных, которые оказываются «значительно умнее, чем считали ранее». Вот вам пример: когнитивисты из Оксфордского университета добрались и до утят. Исследование, опубликованное…

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 138: мелатониновые рецепторы в трехмерном пространстве

Недавно на страницах журнала Nature исследователи, среди которых — наш соотечественник Вадим Черезов, сообщили, что получили трехмерные структуры двух рецепторов гормона мелатонина – одного из главных регуляторов…