Forskere oppdager hvordan hjernens hypothalamus kontrollerer aldring og styring for å bremse den ned

Forskere oppdager hvordan hjernens hypothalamus kontrollerer aldring og styring for å bremse den ned
Nevrale stamceller som er blitt transplantert i en mus hjerne, her utvikler seg til nevroner.
Yirui Sun, Wellcome Images, CC BY-SA

Hvis du ikke røyker, da Din største risikofaktor for å dø er trolig din alder. Det er fordi vi nesten har eliminert dødelighet i tidlig liv, takket være fremskritt innen vitenskap og ingeniørfag. Men til tross for denne fremgangen har vi fortsatt ikke utarbeidet hvordan å eliminere de skadelige effektene av å aldre seg selv.

Nå en ny studie hos mus, publisert i Nature, viser at stamceller (en type celle som kan utvikle seg til mange andre typer) i et bestemt område av hjernen, regulerer aldring. Teamet klarte selv å senke og øke aldringsprosessen ved å transplantere eller slette stamceller i regionen.

Aldring utgjør en viktig utfordring for samfunnet. Ved 2050 vil det være så mange gamle (alder 65 +) som barn (under 15) på jorden for første gang. Denne endringen gjenspeiles i uovertruffen stress på våre helse- og omsorgssystemer. Å forstå hvordan vi kan holde oss i god helse når vi alder blir stadig viktigere.

Mekanismene som holder organismer sunne er relativt få i antall og konservert mellom arter, noe som betyr at vi kan lære mye om dem ved å studere dyr som mus. Blant de viktigste er senescent celler - dysfunksjonelle celler som bygger opp når vi alder og forårsaker skade på vev - kronisk betennelse og utmattelse av stamceller. Disse mekanismene antas å være forbundet på celle og vev nivå. Som med en ring av dominoer, kan et fall hvor som helst utløse en katastrofal sammenbrudd.

Vanishing celler

Forskerne bak det nye papiret studerte mus hypothalamus, som vi har kjent for en stund kontrollerer aldring. Denne mandelstørrelsen i midten av hjernen forbinder de nervøse og endokrine (hormon) systemene. Hypothalamus bidrar til å regulere mange grunnleggende behov og atferd, inkludert sult, søvn, frykt og aggresjon. I den menneskelige hjernen er initieringen av atferd vanligvis kompleks, men hvis du flyr i blind panikk eller befinner deg i en brennende raseri, så er din hypothalamus midlertidig i førersetet.

Teamet så på en spesialisert gruppe stamceller innen hypothalamus og overvåket hva som skjedde med dem som kohorter av mus i alderen. Mus lever normalt i omtrent to år, men de fant ut at disse cellene begynte å forsvinne med ca. 11 måneder. Ved 22 måneder hadde de forsvunnet helt. Hastigheten ved hvilken stamceller gikk tapt korrelert med aldrende forandringer i dyrene, som falt i læring, minne, sosialitet, muskeluthold og atletisk ytelse.

Men korrelasjon betyr ikke årsakssammenheng. For å finne ut om nedgangen forårsaket disse aldringsendringene, slettet de stamceller ved hjelp av et spesielt utviklet virus som bare ville drepe dem i nærvær av stoffet Ganciclovir. I 15-måneder gamle mus, som mottok denne legekombinasjonen, ødela 70% av deres hypotalamiske stamceller. De viste for tidlig tegn på aldring og døde omtrent 200 dager tidligere som et resultat. Det er viktig da mus bare lever i rundt 730 dager.


Få det siste fra InnerSelf


Gruppen implanterte også hypotalamiske stamceller fra nyfødte mus til middelaldrende dyr. I dette tilfellet ble dyrene mer sosiale, utført bedre kognitivt og levd om 200 dager lenger enn de ellers ville ha.

Disse forsøkene ga også ledetråder til hvordan de hypotalamiske stamcellene gikk tapt i utgangspunktet. Implantasjonen virket bare når stamceller var blitt genetisk konstruert for å være resistente mot betennelse. Det ser ut som at dyrene i alderen, kronisk, lavgradig betennelse i hypothalamus økte.

Denne betennelsen er trolig forårsaket av enten akkumulering av senescentceller eller rundt neuroner inn i en senescent-lignende tilstand. Inflammasjon dreper de hypotalamiske stamceller fordi de er mest følsomme for skade. Dette forstyrrer da hypothalamusfunksjonen med påvirkninger i hele organismen. Og så faller dominoene.

Elixir av ungdom?

Det endelige målet med aldringsforskning er å identifisere farmasøytiske mål eller livsstilsintervensjoner som forbedrer menneskers helse i senere liv. Selv om dette er en studie hos mus, kan vi, hvis vi viser at de samme mekanismer er på spill hos mennesker, en dag kunne bruke en lignende teknikk for å forbedre helsen i senere liv. Men dette forblir langt i fremtiden.

Andre inngrep, som å fjerne senescentceller, forbedrer også helse, forlenger livet med opptil 180 dager hos mus. Et logisk neste skritt er å se om disse inngrepene "stakk".

Studien viser også at hypotalamiske stamceller utøver store effekter ved å utskille miRNA, som kontrollerer mange aspekter av hvordan cellene fungerer. MiRNA er korte, ikke-kodende RNAer - et molekyl som er enklere enn DNA, men kan også kode informasjon. Når miRNA ble levert alene til mus som manglet stamceller, viste de faktisk lignende forbedringer for de som mottok stamcellebehandling.

Leveransen av miRNA som rusmiddel er fortsatt i sin barndom men studien antyder potensielle veier for å fylle opp en hypothalamus som er avvist av stamceller: hindre tapet i utgangspunktet ved å kontrollere betennelsen. Dette kan oppnås enten ved utvikling av narkotika som dreper senescentceller eller ved bruk av antiinflammatoriske forbindelser.

Forskningen er viktig fordi den elegant demonstrerer hvordan ulike mekanismer for vedlikehold av helsepersonell samhandler. Imidlertid er en ulempe at bare mannlige mus ble brukt. Det er velkjent at strukturen i hypothalamus varierer markant mellom kjønnene. Narkotika og mutasjoner som forlenge levetiden viser også vanligvis forskjellig styrke mellom menn og kvinner.

Den ConversationOm mennesker noensinne vil kunne leve betydelig lenger enn dagens maksimal levetid på 125 år er vanskelig å fortelle. Men det ser ut som den største barrieren for et sunt senere liv er ikke lenger utviklingshastigheten, men hastigheten som vi kan gjøre vår voksende kunnskap om aldringens biologi inn i narkotika og livsstilsråd.

Om forfatteren

Richard Faragher, professor i biogerontologi, University of Brighton

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på Den Conversation. Les opprinnelige artikkelen.

Bok av denne forfatteren:

{amazonWS: searchindex = Bøker, ordenes = 0415419549; maxresults = 1}

Relaterte bøker:

{amazonWS: searchindex = Bøker; søkeord = sakte aldring; maxresults = 2}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

følg InnerSelf på

facebook-ikonettwitter-iconrss-ikonet

Få den siste via e-post

{Emailcloak = off}