Согласно новому исследованию ученых Weill Cornell Medicine, ген, связанный с необычно долгой продолжительностью жизни у людей, защищает стволовые клетки мозга от вредного воздействия стресса, пишет eurekalert.org. Исследования людей, живущих более 100 лет, показали, что многие из них имеют общую необычную версию гена, называемого белком Forkhead box O3 (FOXO3).

Это открытие привело к тому, что доктор Джихе Пайк, доцент кафедры патологии и лабораторной медицины в Weill Cornell Medicine, и ее коллеги исследовали, как этот ген способствует здоровью мозга во время старения.

В 2018 году доктор Пайк и ее команда показали, что мыши, у которых отсутствует ген FOXO3 в мозге, не могут справиться со стрессовыми состояниями в мозге, что приводит к прогрессирующей гибели клеток мозга. Их новое исследование, опубликованное 28 января в Nature Communications, показывает, что FOXO3 сохраняет способность мозга к регенерации, предотвращая деление стволовых клеток до тех пор, пока окружающая среда не будет поддерживать выживание новых клеток.

«Стволовые клетки производят новые клетки мозга, которые необходимы для обучения и запоминания на протяжении всей нашей взрослой жизни, – сказал доктор Пайк, который также является членом Онкологического центра Сандры и Эдварда Мейера в Weill Cornell Medicine. – Если стволовые клетки делятся бесконтрольно, они истощаются. Ген FOXO3, кажется, выполняет свою работу, не позволяя стволовым клеткам делиться до тех пор, пока не пройдет стресс».

Многие проблемы, такие как воспаление, радиация или недостаток питательных веществ, могут вызвать нагрузку на мозг. Но доктор Пайк и ее коллеги специально изучили, что происходит, когда стволовые клетки мозга подвергаются окислительному стрессу, который возникает, когда в организме накапливаются вредные типы кислорода.

«Мы узнали, что белок FOXO3 напрямую модифицируется окислительным стрессом», – сказала она.

Эта модификация отправляет белок в ядростволовой клетки, где он включает гены стрессовой реакции. Результирующая реакция на стресс приводит к истощению питательного вещества, называемого s-аденозилметионином (SAM). Это питательное вещество необходимо, чтобы помочь белку под названием ламин образовать защитную оболочку вокруг ДНК в ядре стволовой клетки.

«Без SAM ламин не может образовать этот прочный барьер, и ДНК начинает просачиваться наружу», – сказала она.

Клетка ошибочно принимает эту ДНК за вирусную инфекцию, что вызывает иммунный ответ, называемый интерфероновым ответом типа I. Это приводит к тому, что стволовые клетки переходят в спящий режим и перестают производить новые нейроны.

«Этот ответ на самом деле очень хорош для стволовых клеток, потому что внешняя среда не идеальна для новорожденных нейронов, – объяснил доктор Пайк. – Если бы новые клетки создавались в таких стрессовых условиях, они были бы убиты. Для стволовых клеток лучше оставаться в спящем состоянии и ждать, пока стресс не исчезнет, чтобы производить нейроны».

Исследование может помочь объяснить, почему определенные версии FOXO3 связаны с чрезвычайно долгой и здоровой жизнью – они могут помочь людям сохранить хороший запас стволовых клеток головного мозга. Это также может помочь объяснить, почему регулярные упражнения, повышающие уровень FOXO3, помогают сохранить остроту ума. Но доктор Пайк предупредил, что еще слишком рано говорить о том, можно ли использовать эту новую информацию для создания новых методов лечения заболеваний мозга.

«Это может быть обоюдоострый меч, – объяснил доктор Пайк. – Чрезмерная активация FOXO3 может быть очень вредной. Мы не хотим, чтобы это происходило постоянно».

Чтобы лучше понять вовлеченные процессы, она и ее коллеги продолжат изучать, как регулируется FOXO3, и будет ли его кратковременное включение или выключение полезно для здоровья.