Команда ученых из ИБХ РАН, совместно с коллегами из других институтов, изучила сложные клеточные изменения, происходящие с возрастом в головном мозге человека. Исследование проводилось на ткани коры головного мозга человека в возрасте от 22 до 72 лет и дало уникальную информацию о влиянии старения на астроциты и нейроны человека.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, бросает вызов существующим парадигмам, показывая, что старение по-разному влияет на астроциты и нейроны. С возрастом происходит значительное снижение количества восстановленных цитохромов в астроцитах, что говорит об изменениях функций митохондрий. Примечательно, что в нейронах такого явления не наблюдалось, что подчеркивает клеточную специфичность процесса старения. Исследование выявляет изменения в соотношении белков и липидов в астроцитах и нейронах, подчеркивая сложность клеточных изменений, связанных со старением.
С возрастом также происходит атрофия астроцитов уменьшается количество их веточек, снижается объемная доля листочков, сокращается астроцитарный домен. Эти изменения коррелируют с функциональными изменениями, включающими в себя потерю связи между астроцитами через щелевые контакты и повышение входного сопротивления данных клеток.
Морфологические изменения коррелируют с увеличением количества глиального фибриллярного кислого белка (GFAP), и уменьшением эзрина, белка расположенного в астроцитарных листочках. Удивительно, но эти изменения в астроцитах не сопровождались значительными изменениями возбудимости нейронов или спонтанной тормозной постсинаптической передачи сигналов.
Представленное исследование уникально еще и потому, что результаты получены на клетках мозга человека, а не на животных. Полученные данные открывают путь к более глубокому пониманию процесса старения, учитывая реакции, специфичные для каждого типа клеток в активной среде мозга, о которой мы уже писали.
Текст: Артем Григоров/ИБХ РАН
Popov, A., Brazhe, N., Morozova, K. et al. Mitochondrial malfunction and atrophy of astrocytes in the aged human cerebral cortex. Nat Commun 14, 8380 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-44192-0
