У новому дослідженні вчені досліджували, як Х-хромосома може змінюватися з віком і впливати на когнітивні функції. (Кредит зображення: bodym через Getty Images)
Сплячі гени в Х-хромосомі можуть знову пробудитися в старості, потенційно даючи старіючому жіночому мозку стимул, який не отримує чоловічий мозок.
Це явище може допомогти пояснити, чому за багатьма показниками жінки демонструють вищий рівень когнітивної стійкості в літньому віці, ніж чоловіки.
Висновки отримані в результаті нового дослідження на лабораторних мишах, і дослідники також підтвердили результати генетичними даними людей. Потрібні додаткові дослідження, щоб підтвердити, що результати, отримані на мишах, стосуються людей, але в цілому робота вказує на потенційну різницю в тому, як старіє жіночий і чоловічий мозок.
Історично склалося так, що «ми просто не дуже багато розглядали Х-хром[осому]», — сказала Рейчел Баклі, доцент кафедри неврології Гарвардської медичної школи, яка не брала участі в новому дослідженні. «І тепер ми починаємо приділяти цьому дуже-дуже велику увагу, і ми починаємо усвідомлювати речі, які ми не повністю оцінювали», а саме, як статеві хромосоми можуть впливати на старіння мозку.
«Є дуже важливі та потенційно терапевтичні цілі, які випливають із цих документів», які зосереджуються на Х-хромосомі, сказав Баклі Live Science.
Стійкість жіночого мозку
Здається, існують фундаментальні відмінності в тому, як старіють чоловіки та жінки. Що стосується мозку, жінки мають менший рівень різних форм деменції, ніж чоловіки, хоча жінки в середньому живуть довше. Одним винятком є те, що жінки мають більший рівень хвороби Альцгеймера, ніж чоловіки, хоча жінки з хворобою Альцгеймера, як правило, живуть довше, ніж чоловіки з цим захворюванням.
«Було багато задокументованих тенденцій, які показують стійкість когнітивного старіння у жіночої популяції порівняно з чоловічою», — сказала перший автор дослідження Маргарет Гадек, студентка MD-PhD Каліфорнійського університету в Сан-Франциско. «Є багато причин, чому ці тенденції можуть бути на місці, але одна річ, яку ми хотіли розглянути, — це роль Х-хромосоми», — сказав Гадек Live Science.
Поряд з гормонами, статеві хромосоми — X і Y — є однією з найяскравіших біологічних відмінностей між чоловіками та жінками, і вони можуть допомогти надати біологічні пояснення того, чому ці відмінності виникають у процесі старіння.
Самці зазвичай носять один X і один Y у кожній клітині; вони успадковують X від матері та Y від батька. З іншого боку, жінки зазвичай несуть дві Х-хромосоми — одну від мами, а іншу від тата. Але кожній клітині потрібен лише один X, щоб бути активним, тому у жінок другий X «заглушено», залишаючи увімкненим лише материнський або батьківський X.
Це не безперервний процес. Деякі гени в Х-хромосомі з мовчанням виходять із процесу глушіння і, таким чином, залишаються ввімкненими, тоді як додаткові гени можуть знову вмикатися, коли людина старіє. Гадек та її колеги дивувалися, як ці «пробуджені» гени можуть впливати на старіння мозку, особливо з огляду на те, що це замовчування є винятково жіночим явищем.
Майже два десятки «пробуджених» генів
У своєму новому дослідженні, опублікованому 5 березня в журналі Science Advances, дослідники схрестили два підвиди лабораторних мишей — Mus musculus і Mus castaneus — таким чином, щоб кожне з нащадків гризунів успадкувало один X від першого підвиду та один від останнього. Команда також генетично налагодила мишей таким чином, щоб X від M. castaneus завжди мовчав. Зазвичай X, який мовчить у кожній комірці, є випадковим.
Ця експериментальна установка полегшила визначення, до якої хромосоми належить активний ген і, отже, чи «уникнув» він процесу глушіння, пояснив Гадек.
З модифікованими мишами в руках команда потім дослідила активність генів у чотирьох молодих мишей і чотирьох старих мишей, останнім з яких було 20 місяців. (Це приблизно 65 людських років.)
Вони спеціально зосередилися на активності генів у клітинах гіпокампу, ключового центру пам’яті в мозку, який має тенденцію до скорочення з нормальним старінням і зниженням когнітивних функцій і сильно страждає від деменції. Загалом вони розглянули понад 40 000 клітин, включаючи нейрони та різні типи гліальних клітин, які допомагають підтримувати та підтримувати нейрони в мозку, а також виробляти ізоляційну речовину, яка називається мієліном.
Цей аналіз показав, що з віком близько 22 генів, які спочатку були заглушені, знову ввімкнулися. Деякі з тих самих генів були пробуджені у багатьох мишей, тоді як інші були більш варіабельними, додав Гадек.
«Я був справді шокований, побачивши, що ми могли думати про ескапізм інактивації, пов’язаний з X, як функцію віку», — сказав Баклі. «Тому, коли жінки старіють, їх буде більше» — тобто активність генів, зчеплених з Х-хромосомою, — «і насправді деякі з них досить захисні», — додала вона.
Важливість ізоляції в мозку
Серед 22 пробуджених генів один під назвою PLP1 виявився цікавим, частково тому, що він був увімкнений у семи з дев’яти вивчених типів клітин, сказав Гадек.
PLP1 містить інструкції для створення ключового компонента мієліну, жирової ізоляції, яка допомагає нейронам ефективно посилати сигнали. Відомо, що мутації в PLP1 можуть зменшити кількість мієліну в мозку, що призводить до інтелектуальної недостатності. Також відомо, що мієлін може бути порушений у процесі старіння, а втрата функції мієліну може сприяти погіршенню когнітивних функцій.
Щоб перевірити, чи може пробудження PLP1 підвищити пізнання, вчені провели кілька експериментів із самцями та самками мишей. В одному з них вони підтвердили, що літні миші-самки мають більшу активність PLP1 в гіпокампі, ніж літні миші-самці. У другому експерименті дослідники штучно збільшили PLP1 за допомогою редагування генів як у старих самців, так і у старих самок, і вони виявили, що обидві статі показали кращі результати в тестах на навчання та пам’ять після такого стимулювання.
Щоб перевірити, чи поширюється якесь із висновків на людей, команда переглянула дані, зібрані раніше для великого дослідження тканини мозку людини. Немає даних щодо гіпокампу, але мозкова тканина, яка безпосередньо оточує гіпокамп, показала більшу активацію PLP1 у літніх жінок, ніж у літніх чоловіків. Тож це натякає на те, що таке ж явище може розгортатися й у людей.
Гадек сказала, що в майбутньому їй буде цікаво досліджувати цей пробуджений ген на тваринних моделях захворювань, таких як деменція, оскільки поточні експерименти на мишах розглядають лише здорове старіння. Баклі додав, що також було б цікаво дослідити це явище в контексті менопаузи.
У менопаузі рівень естрогену різко падає. Гормон виконує багато функцій у мозку, зокрема допомагає транспортувати паливо з крові в клітини мозку. Баклі вказав на дослідження, проведене нейробіологом Робертою Брінтон з Університету Арізони, яке припускає, що коли рівень естрогену знижується, мозок може розщеплювати частину власного мієліну для палива.
Читаючи нове дослідження, Баклі з’єднав крапки та задумався, чи може підвищення рівня мієліну в більш пізньому віці бути способом відновлення після раннього удару, під час менопаузи. «Це те, що дійсно змусило мене сісти і звернути увагу», — сказала вона, хоча ця ідея поки що спекулятивна.
Враховуючи, що нинішнє дослідження в основному проводилося на мишах, Баклі зазначив, що потрібна додаткова робота, щоб побачити, як це явище розгортається в людському мозку. І в довгостроковій перспективі вченим слід було б вивчити роль Y-хромосоми в старінні мозку; Хоча він містить набагато менше генів, ніж X, він все ще може мати вплив, зазначила вона.
«Одна річ, яку підкреслює ця стаття, полягає в тому, що вивчення статевих хромосом не є проблемою жіночого здоров’я ніші», — сказав Гадек. «Це дає уявлення про когнітивне старіння та, безумовно, про інші сфери здоров’я, які можуть принести користь чоловікам і жінкам і всім однаково, тому що ми всі маємо Х-хромосому».
Nicoletta Lanese. Соціальні посилання. Навігація. Редактор каналів, Health
Ніколетта Лейнез є редактором каналу охорони здоров’я в Live Science, а раніше була редактором новин і штатним автором сайту. Вона має диплом про наукову комунікацію Каліфорнійського університету в Санта-Крузі та дипломи з нейронаук і танцю в Університеті Флориди. Її роботи з’явилися в The Scientist, Science News, Mercury News, Mongabay і Stanford Medicine Magazine, серед інших видань. Перебуваючи в Нью-Йорку, вона також активно займається танцями та бере участь у роботі місцевих хореографів.
Перш ніж коментувати, потрібно підтвердити своє загальнодоступне відображуване ім’я
Будь ласка, вийдіть, а потім увійдіть знову, після чого вам буде запропоновано ввести ваше відображуване ім’я.
Вийти
Sourse: www.livescience.com
