Исследователи из Лёвенского центра нейронаук VIB-KU, созданного двумя научными учреждениями — Фламандским институтом биотехнологий и Католическим университетом Лёвена — выяснили, что изменения в мозге золотистых хомячков во время спячки частично напоминают процессы, происходящие при болезни Альцгеймера. Но, в отличие от деменции, эти изменения обратимы и не приводят к повреждению мозга. Это открытие может помочь понять, какие ранние клеточные реакции при болезни Альцгеймера являются защитными, а какие разрушительными. А в помощь новым исследованиям – созданный авторами клеточный атлас мозга хомячка в спячке. Работа опубликована в Science Advances.
Гиппокамп золотистого хомячка во время спячки. Показаны астроциты (оранжевый) и микроглия (фиолетовый). Credit: Pablo Largo-Barrientes
Как известно, болезнь Альцгеймера характеризуется накоплением амилоидных бляшек и клубков гиперфосфорилированного тау-белка в мозге. Однако все больше данных указывает на то, что на ранних стадиях заболевания в мозге активируются процессы, которые могут быть не только патологическими, но и адаптивными. Чтобы разобраться в этом, ученые обратились к природной модели – спячке.
Золотистые хомячки во время спячки переживают глубокие физиологические изменения: температура тела и метаболизм резко падают, а затем восстанавливаются в периоды пробуждения. При этом в их мозге, как и при болезни Альцгеймера, наблюдается гиперфосфорилирование тау-белка. Но, в отличие от заболевания, у хомяков этот процесс быстрый, обратимый и не вызывает нейродегенерации.
Исследователи проанализировали экспрессию генов в гиппокампе – области мозга, критически важной для памяти, – на разных стадиях спячки и сравнили полученные данные с образцами мозга людей с болезнью Альцгеймера. Результат оказался неожиданным: самые выраженные изменения произошли не в нейронах, где обычно накапливается тау-белок, а в микроглии – иммунных клетках мозга.
Микроглия хомячков во время спячки активировала воспалительные пути, которые очень напоминают реакцию, наблюдаемую при болезни Альцгеймера. Однако у животных это происходило без накопления амилоидных бляшек и без потери нейронов. Более того, микроглия на разных стадиях спячки демонстрировала различные состояния, включая накопление липидных капель – признак, который также связан со старением и прогрессированием когнитивного снижения при деменции.
По мнению исследователей, это означает, что некоторые клеточные и воспалительные реакции, которые традиционно связывают с патологией болезни Альцгеймера, на самом деле могут быть частью естественной защитной программы, помогающей мозгу адаптироваться к стрессу.
В помощь дальнейшим исследованиям, ученые создали первый в мире атлас одиночных клеток мозга млекопитающего в состоянии спячки. Этот ресурс позволит детально изучать, как меняется активность генов в разных типах клеток на протяжении цикла спячки.
Атлас клеток мозга хомячка в спячке
Credit: Pablo Largo-Barrientos et al., Common transcriptional changes in the brain during hibernation and Alzheimer’s disease. Sci. Adv.
«Изучение этих изменений в рамках естественного физиологического процесса дает нам новый способ исследовать процессы, которые происходят и при деменции», – отмечает профессор Патрик Верстрекен из Центра нейронаук VIB-KU Leuven.
Следующий шаг команды – выяснить, какие из обнаруженных путей наиболее важны, воспроизвести их в эксперименте и понять, как они соотносятся с тем, что происходит в больном мозге. В перспективе это может указать на новые терапевтические цели, помогая отличить защитные механизмы от разрушительных.
Текст: Алексей Паевский
Pablo Largo-Barrientos et al., Common transcriptional changes in the brain during hibernation and Alzheimer’s disease.Sci. Adv.12,eaeg3486(2026).DOI:10.1126/sciadv.aeg3486
