Новости и мнения

Плазменный белок человеческого шнура повышает когнитивные функции у пожилых мышей

Белок, содержащийся в плазме пуповины человека, улучшает синаптическую пластичность, обучение и память у старых мышей.

белка, полученного из плазмы пуповины человека – тканевого ингибитора металлопротеиназ 2 (TIMP2), – у мышей в возрасте привела к улучшению обучения, памяти и синаптической пластичности грызунов, сообщили исследователи сегодня (19 апреля) в Nature .

«После наших предыдущих наблюдений о том, что плазма молодых мышей может функционально улучшить поведение [старых мышей], это исследование теперь показывает, что человеческая кровь на самом деле может иметь сходные факторы», – соавтор Тони Висс-Корей из Школы медицины Стэнфордского университета в Пало-Альто, Калифорния, рассказал Ученый .

Авторы «приложили дополнительные усилия, чтобы продемонстрировать, что этот белок, TIMP2, на самом деле обогащен плазмой пуповины, а также тем, что это системный фактор, который обнаруживается у молодых мышей, а затем уменьшается у мышей со старением», – сказал Грег Вальдес из Исследовательский институт Вирджинии Tech Carilion в Роаноке, который не участвовал в работе. «И затем они провели серию экспериментов, чтобы продемонстрировать, что этот фактор, когда он присутствует или когда он повторно вводится в пожилых животных, обеспечивает когнитивные преимущества».

Wyss-Coray и коллеги внутривенно вводили плазму человека из пуповины, молодых людей и пожилых людей в пожилых мышей с иммунодефицитом, у которых наблюдалось снижение нейрогенеза, синаптической пластичности и когнитивной функции. У животных, получавших пуповинную плазму, наблюдалось увеличение экспрессии генов, связанных с памятью и пластичностью, в гиппокампе, а также в активации клеток гиппокампа. Мыши, обработанные пуповинной плазмой, также продемонстрировали повышенную синаптическую пластичность и показали лучшие результаты в поведенческих задачах, которые измеряют обучение и память, чем контрольные мыши.

Затем команда проанализировала изменения белка в плазме пуповины человека, молодом и пожилом возрасте, а также в плазме мышей разного возраста, идентифицировав TIMP2 как потенциальный фактор, способствующий пластичности. TIMP2 повышен в плазме человеческого пуповины и молодых мышей, и его уровни снижаются с возрастом мышей, как в плазме, так и в клетках гиппокампа.

Затем команда вводила более старым мышам дикого типа радиоактивно меченный TIMP2, который они затем обнаруживали в мозге животных. Исследователи сообщили, что инъекции рекомбинантного TIMP2 у старых мышей повышают синаптическую пластичность в гиппокампе и улучшают обучение и память.

Когда им вводили молодым мышам анти-TIMP2-антитела для нейтрализации эндогенного белка, у животных снижалось качество работы с пространственной памятью. Исследователи показали, что обработка срезов мозга молодых мышей антителами против TIMP2 также приводит к снижению синаптической пластичности. Наконец, инъекция истощенной TIMP2 плазмы пуповины человека мышам с иммунодефицитом не приводила к улучшению когнитивной функции, что позволяет предположить, что преимущества плазмы пуповины зависят от наличия TIMP2.

«Это здорово», – сказала Роберта Диас Бринтон из Университета Южной Калифорнии и Университета Аризоны, которая не участвовала в работе. Бринтон сказал, что один открытый вопрос заключается в том, отвечает ли только один белок за когнитивные преимущества.

«Мы по-прежнему считаем, что существует множество факторов, ответственных за эффекты, но мы были удивлены, увидев, насколько выдающийся эффект оказал TIMP2», – сказал Висс-Корай в интервью The Scientist . Его группа планирует исследовать, участвуют ли другие белки, а также как TIMP2 оказывает свое влияние. В дальнейшем команда надеется оценить, можно ли превратить TIMP2 в терапевтический агент.

«Кажется, что у этих мышей в возрасте наблюдается эффект про-пластичности, что просто потрясающе. Очевидно, что это представляет большой интерес для стареющего населения », – сказал Бринтон. Но прежде чем эта работа переместится на людей, она предупредила: «Необходимо провести много анализов безопасности и воздействия».

Вальдес сказал, что терапевтический потенциал может выходить за пределы TIMP2 – до эндогенных факторов, вызывающих снижение уровня белка при старении. «Если мы сможем понять основные причины, по которым оно снижается, возможно, мы сможем разработать способы предотвращения этого естественного снижения, чтобы замедлить связанное с возрастом снижение познавательной способности», – сказал он. «Это будет намного лучшим вмешательством, потому что вы на самом деле работаете с эндогенным белком, вместо того, чтобы вводить [TIMP2] и иметь дело с побочными эффектами, которые слишком велики или малы».

JM Castellano et al., «Белки плазмы пуповины человека восстанавливают функцию гиппокампа у старых мышей», Nature, doi: 10.1038 / nature22067, 2017.

Обсуждение

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *