Мягкое окружение омолаживает стволовые клетки мозга

Старение приводит к замедлению регенерации тканей из-за ухудшения функции стволовых клеток. Это верно и для мультипотентных стволовых клеток мозга — клеток-предшественников олигодендроцитов (КПО). Они нужны для поддержания в здоровом состоянии миелиновых оболочек нейронов центральной нервной системы. Сотрудников Кембриджского института стволовых клеток заинтересовала одна из малоисследованных причин замедления их деления — клеточное окружение.

Они обнаружили, что внеклеточный матрикс мозга КПО крыс становится с возрастом механически более жестким. Если же КПО старых крыс пересаживали в мозг молодых, то активность клеток становилась такой же, как у молодых животных. А когда КПО сажали на искусственные конструкции из полиакриламида, имитирующие окружение различной жесткости, их активность также была нормальной при мягком окружении и уменьшенной в жестком.

Одним из белков-механосенсоров является ионный канал PIEZO1. Исследователи обнаружили, что с возрастом его экспрессия увеличивается. Чтобы проверить, связано ли это с уменьшенной активностью КПО, ученые подавили экспрессию ионного канала при помощи РНК-интерференции. Клетки, не получая сигналов от PIEZO1, повели себя так, как если бы окружение не было жестким, и «омолодились». Их темп деления вырос в четыре раза. Нокдаун гена белка PIEZO1 при помощи системы CRISPR-Cas также увеличил темп пролиферации КПО.

Затем ученые сравнили поведение КПО после индуцированной демиелинизации белого вещества мозга. Клетки с нормальным синтезом PIEZO1 оставались на периферии пораженного участка и дифференцировались медленно, в то время как клетки с нокдауном PIEZO1 активно делились и дифференцировались, что соответствовало высокому темпу ремиелинизации.

Это особенно важно, поскольку повреждение миелиновых оболочек способствует развитию рассеянного склероза. «Открытия кембриджской команды в области старения стволовых клеток мозга и возможности обратить этот процесс очень важны для разработки перспективных способов лечения, потому что открывают новый путь к решению проблем старения мозга и рассеянного склероза и, вероятно, могут помочь в восстановлении функций мозга», — комментирует доктор Сьюзан Кольхаас, директор по науке британского Общества рассеянного склероза.