Новое исследование, проведенное в Университете Калифорнии в Сан-Франциско (UCSF), под руководством доктора Дены Дубал, профессора неврологии и обладателя кафедры старения и нейродегенеративных заболеваний имени Дэвида А. Коултера, поднимает вопрос о потенциальном влиянии происхождения X-хромосомы на скорость старения мозга. Работа, в которой также участвовала Самира Абдулаи-Саику, постдокторский сотрудник UCSF, сосредоточена на мышах, но полученные результаты могут иметь важные последствия для понимания процесса старения мозга у человека и половых различий в когнитивном снижении.
Одной из ключевых находок исследования является идея о том, что мозг мужчин и женщин может стареть по-разному, и эти различия могут быть связаны с половыми хромосомами. Женщины имеют две X-хромосомы, одна из которых унаследована от матери, а другая от отца. У мужчин есть только одна X-хромосома, унаследованная от матери, и одна Y-хромосома. Исследование показало, что мыши-самки, у которых была активна только материнская X-хромосома (обозначены как "Mom-X"), со временем демонстрировали более быстрое когнитивное снижение и биологическое старение гиппокампа – области мозга, играющей ключевую роль в обучении и памяти.
Ученые пришли к выводу, что этот эффект может быть обусловлен эпигенетическими различиями между материнской и отцовской X-хромосомами. Эпигенетика изучает химические метки, прикрепляющиеся к ДНК и влияющие на экспрессию генов. В ходе исследования было установлено, что на материнской X-хромосоме у "Mom-X" мышей были «заглушены» три гена: Sash3, Tlr7 и Cysltr1. Эти гены, активные на отцовской Х-хромосоме, связаны с обучением, памятью и иммунной защитой. Эксперименты на мышах показали, что активация этих трех генов в гиппокампе пожилых мышей, с помощью методов генного редактирования CRISPR, привела к улучшению их когнитивных способностей.
Исследование включало в себя использование лабиринтов для оценки пространственной и рабочей памяти. Было обнаружено, что молодые мыши "Mom-X" демонстрировали когнитивные способности, сопоставимые с мышами, имеющими как материнскую, так и отцовскую X-хромосомы. Однако с возрастом "Mom-X" мыши показали большее снижение когнитивных функций, особенно в области пространственной и рабочей памяти. Гиппокамп этих мышей также демонстрировал признаки ускоренного старения.
Работа подчеркивает важность дальнейших исследований в этом направлении. Необходимо изучить роль генов Sash3, Tlr7 и Cysltr1 в нейронах и других клетках мозга. Также важно понять, почему существуют эпигенетические различия между материнской и отцовской X-хромосомами и как это влияет на работу мозга.
Полученные данные могут быть особенно важны для понимания половых различий в риске развития деменции и болезни Альцгеймера. Хотя исследование проводилось на мышах, его результаты указывают на необходимость изучения аналогичных механизмов в мозге человека. Профессор неврологии Гарвардской медицинской школы Рейчел Бакли отметила в связи с этим, что требуется учитывать различия между полом (биологические особенности) и гендером (социальные факторы).
В перспективе ученые планируют изучить влияние этих процессов на мужской мозг и то, как половые различия могут влиять на риск развития нейродегенеративных заболеваний. Также, важно выяснить, как эти результаты могут быть применены в разработке новых, более эффективных методов лечения когнитивных нарушений, которые были бы индивидуализированы для каждого пациента.
Стоит отметить, что ранее были опубликованы результаты исследований, связывающих наличие только одной Х-хромосомы с синдромом Тернера и предрасположенностью к аутоиммунным заболеваниям, которые в четыре раза чаще встречаются у женщин, чем у мужчин. Кроме того, интерес представляет загадка исчезновения Y-хромосомы у неандертальцев.
Результаты этого исследования, при всей своей предварительности, показывают, что старение мозга является сложным процессом, зависящим от многих факторов, в том числе и от происхождения наших хромосом. Влияние материнской Х-хромосомы на процесс старения мозга может изменить подход к лечению возрастных когнитивных нарушений в будущем.
Изображение носит иллюстративный характер
Одной из ключевых находок исследования является идея о том, что мозг мужчин и женщин может стареть по-разному, и эти различия могут быть связаны с половыми хромосомами. Женщины имеют две X-хромосомы, одна из которых унаследована от матери, а другая от отца. У мужчин есть только одна X-хромосома, унаследованная от матери, и одна Y-хромосома. Исследование показало, что мыши-самки, у которых была активна только материнская X-хромосома (обозначены как "Mom-X"), со временем демонстрировали более быстрое когнитивное снижение и биологическое старение гиппокампа – области мозга, играющей ключевую роль в обучении и памяти.
Ученые пришли к выводу, что этот эффект может быть обусловлен эпигенетическими различиями между материнской и отцовской X-хромосомами. Эпигенетика изучает химические метки, прикрепляющиеся к ДНК и влияющие на экспрессию генов. В ходе исследования было установлено, что на материнской X-хромосоме у "Mom-X" мышей были «заглушены» три гена: Sash3, Tlr7 и Cysltr1. Эти гены, активные на отцовской Х-хромосоме, связаны с обучением, памятью и иммунной защитой. Эксперименты на мышах показали, что активация этих трех генов в гиппокампе пожилых мышей, с помощью методов генного редактирования CRISPR, привела к улучшению их когнитивных способностей.
Исследование включало в себя использование лабиринтов для оценки пространственной и рабочей памяти. Было обнаружено, что молодые мыши "Mom-X" демонстрировали когнитивные способности, сопоставимые с мышами, имеющими как материнскую, так и отцовскую X-хромосомы. Однако с возрастом "Mom-X" мыши показали большее снижение когнитивных функций, особенно в области пространственной и рабочей памяти. Гиппокамп этих мышей также демонстрировал признаки ускоренного старения.
Работа подчеркивает важность дальнейших исследований в этом направлении. Необходимо изучить роль генов Sash3, Tlr7 и Cysltr1 в нейронах и других клетках мозга. Также важно понять, почему существуют эпигенетические различия между материнской и отцовской X-хромосомами и как это влияет на работу мозга.
Полученные данные могут быть особенно важны для понимания половых различий в риске развития деменции и болезни Альцгеймера. Хотя исследование проводилось на мышах, его результаты указывают на необходимость изучения аналогичных механизмов в мозге человека. Профессор неврологии Гарвардской медицинской школы Рейчел Бакли отметила в связи с этим, что требуется учитывать различия между полом (биологические особенности) и гендером (социальные факторы).
В перспективе ученые планируют изучить влияние этих процессов на мужской мозг и то, как половые различия могут влиять на риск развития нейродегенеративных заболеваний. Также, важно выяснить, как эти результаты могут быть применены в разработке новых, более эффективных методов лечения когнитивных нарушений, которые были бы индивидуализированы для каждого пациента.
Стоит отметить, что ранее были опубликованы результаты исследований, связывающих наличие только одной Х-хромосомы с синдромом Тернера и предрасположенностью к аутоиммунным заболеваниям, которые в четыре раза чаще встречаются у женщин, чем у мужчин. Кроме того, интерес представляет загадка исчезновения Y-хромосомы у неандертальцев.
Результаты этого исследования, при всей своей предварительности, показывают, что старение мозга является сложным процессом, зависящим от многих факторов, в том числе и от происхождения наших хромосом. Влияние материнской Х-хромосомы на процесс старения мозга может изменить подход к лечению возрастных когнитивных нарушений в будущем.
