Возраст - не препятствие для регенерации нейронов, считают ученые из Йеля

Способность двигательных нейронов к самовосстановлению по мере старения снижается, но этот феномен, по крайней мере, у червей, зависит не от возраста, а от инсулина. Недавнее открытие ученых Йельского университета (Yale University) предполагает, что ухудшение состояния нервной системы может не быть неизбежным.

С возрастом все организмы демонстрируют снижение способности крегенерации травмированной нервной системы, но недавнее исследование, опубликованное в журнале Neuron, предполагает, что это снижение не связано с разрушительным действием времени.

«Нервная система регулирует свой ответ на возраст отдельно от того, что происходит во всем остальном организме», - говорит руководитель исследованияМарк Хаммарлунд (Marc Hammarlund), PhD, доцент кафедры генетики Школы медицины Йельского университета. «Манипулируя путем инсулина, мы можем создать животных, которые живут дольше, имея нормально стареющую нервную систему, или, наоборот, животных, которые умирают в нормальном возрасте, но их нервная система остается молодой».

Александра Бирн (Alexandra Byrne), PhD, ведущий автор исследования, идентифицировала два генетических пути, регулирующих активность инсулина, ответственные за возрастное снижение способности круглых червей C. elegans к регенерации аксонов нейронов. Ученые установили и еще два пути, которые также регулируют способность нейронов к регенерации, но никак не связаны с возрастом червя.

Нематода C. elegans - модель, широко используемая для изучения генетикистарения и для манипуляции семейством генов, регулирующих сигналинг инсулина, который, как доказано, значительно увеличивает продолжительность жизни этого организма. Новое исследование показывает, что сигналинг инсулина непосредственно влияет и на нервную систему.

У стареющих C. elegans регенерация аксонов моторных нейронов подавляется консервативным рецептором DAF-2 пути инсулин/ИФР-1. Функция DAF-2 в регенерации опосредуется внутренней нейрональной активностью транскрипционного фактора семейства Forkhead DAF-16/FOXO. Фактор DAF-16 регулирует регенерацию независимо от возраста, показывая, что старение нейронов является внутренним, нейрон-специфичным и генетически регулируемым процессом.

Кроме того, американские ученые установили, что, независимо от возраста и сигналинга FOXO через путь TOR, регенерацию тормозит DAF-18/PTEN.

Наконец, DLK-1, эволюционно консервативный регулятор регенерации, подавляется сигналингом инсулин/ИФР-1, связанным в нейронах с рецептором DAF-16, и необходим для регенерации, опосредованной как DAF-16, так и DAF-18. Вместе взятые, эти данные доказывают, что сигналинг инсулина специфически ингибирует регенерацию стареющих взрослых нейронов и что этот механизм независим от PTEN и TOR.

«Мы надеемся понять, как различные пути координационно регулируют старение нейронов и, в частности, как побудить старый нейрон регенерировать после травмы», - говорит доктор Бирн.

«Мы надеемся увеличить не просто продолжительность жизни, а продолжительность здоровой жизни», - добавляет доктор Хаммарлунд.

По материалам

Age no obstacle to nerve cell regeneration, Yale researchers find

Оригинальная статья:

Alexandra B. Byrne, Tren Walradt, Kathryn E. Gardner, Austin Hubbert, Valerie Reinke, Marc Hammarlund.

 Insulin/IGF1 Signaling Inhibits Age-Dependent Axon Regeneration