Ученые выявили молекулярную причину возрастного снижения когнитивных функций
фото: magnific
Учёные из университетских больниц Кливленда, Университета Кейс Вестерн Резерв и Медицинского центра Луиса Стокса выявили ключевую молекулярную причину деградации когнитивных функций в процессе старения. Это открытие имеет потенциал для разработки инновационных методов лечения, направленных на защиту когнитивных функций у пожилых людей.
Результаты исследования, проведённого в лаборатории Пайпера, опубликованы в авторитетном научном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
В рамках исследования основное внимание уделялось гематоэнцефалическому барьеру (ГЭБ), который выполняет функцию защиты мозга от проникновения вредных веществ. Эндотелиальные клетки, формирующие стенки сосудов ГЭБ, обеспечивают плотное прилегание друг к другу, что препятствует проникновению токсинов, способствует удалению метаболитов и регулирует кровоснабжение активных областей мозга.
С возрастом наблюдается ухудшение функций ГЭБ, однако до настоящего времени оставалась неясной связь между этим процессом и возрастными когнитивными нарушениями. Основные механизмы, приводящие к деградации барьера в процессе старения, оставались недостаточно изученными, что затрудняло разработку эффективных терапевтических стратегий.
Ключевым открытием исследователей стал белок KLF4, который синтезируется эндотелиальными клетками ГЭБ. Снижение уровня экспрессии KLF4 с возрастом способствует ускорению деградации барьера и ухудшению когнитивных функций, как сообщили соавторы исследования Эндрю А. Пайпер и Ребекка Э. Барчас.
Для изучения активности мозга и сосудов у живых моделей мышей разного возраста использовался метод двухфотонной микроскопии. Было установлено, что уменьшение уровня KLF4 приводит к повышению проницаемости ГЭБ, снижению количества мелких капилляров и нарушению кровоснабжения нейронов.
У мышей среднего возраста данные изменения способствовали развитию окислительного повреждения мозга, воспаления, нейродегенерации, тревожных состояний и когнитивных нарушений, что характерно для стареющих животных.
«Дефицит KLF4 ускоряет все основные аспекты старения мозга. Это указывает на перспективность разработки методов, направленных на восстановление функции KLF4, для предотвращения деградации ГЭБ и связанных с возрастом когнитивных нарушений», — отметил Пайпер.
С помощью секвенирования РНК было установлено, что снижение уровня KLF4 нарушает работу генов, регулирующих иммунный ответ и целостность ГЭБ, что подтверждает его важную роль в поддержании нормального функционирования мозга.
Данное открытие белка KLF4 как основного фактора, способствующего возрастной деградации когнитивных функций, открывает новые перспективы для разработки лекарственных препаратов нейропротекторного действия.
В будущих исследованиях планируется изучение механизмов, приводящих к снижению активности KLF4 в процессе старения, а также разработка безопасных методов повышения его уровня для защиты когнитивных функций мозга.
