Мягкое окружение омолаживает стволовые клетки мозга

Сотрудники Кембриджского института стволовых клеток обнаружили, что можно резко увеличить активность старых стволовых клеток мозга, если изменить жесткость окружения клетки или экспрессию белка, распознающего жесткость окружения. Это открытие может стать основой для новых методов лечения рассеянного склероза.

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.