ผู้เล่นโปรตีนใหม่ที่น่าแปลกใจฟื้นความทรงจำในหนูตัวเก่า

ผู้เล่นโปรตีนใหม่ที่น่าแปลกใจฟื้นความทรงจำในหนูตัวเก่า

Time Stamp: 18 สิงหาคม 2023 10:00
ผู้เล่นโปรตีนใหม่ที่น่าแปลกใจฟื้นคืนความทรงจำใน Data Intelligence ของ PlatoBlockchain ของหนูเก่า ค้นหาแนวตั้ง AI.

เอาล่ะทุกคน มาทำอีกครั้งกันเถอะ.

หากคุณเคยติดตามงานวิจัยเรื่องอายุยืน คุณคงทราบเรื่องราวนี้แล้ว: เลือดหนุ่มทั้งฉีดโดยตรงหรือ ฉีด เป็นหนูตัวเก่า ฟื้น การทำงานของอวัยวะต่างๆ ถึงตัวน้องเอง และ ทำให้ชีวิตยืนยาวขึ้น.

กล้ามเนื้อสร้างใหม่ เนื้อเยื่อหัวใจฟื้นคืนความแข็งแรง บริเวณสมองที่สำคัญต่อการเรียนรู้และความจำจะทำงานสำรอง เพื่อให้สัตว์สูงวัยที่ได้รับการรักษาสามารถเรียนรู้และจดจำสภาพแวดล้อมใหม่ได้เร็วกว่าและดีกว่าสัตว์อายุใกล้เคียงกัน

แม้ว่าจะห่างไกลจากคำว่า "น้ำพุแห่งความเยาว์วัย" ที่เป็นสุภาษิต แต่การบำบัดก็ดึงดูดความสนใจและจินตนาการของนักวิทยาศาสตร์และผู้ประกอบการได้เหมือนกัน มีการทดลองทางคลินิก ในการทำงาน สำหรับโรคอัลไซเมอร์ บริษัทพาณิชย์ กำลังเสนอการทดลองให้กับผู้ที่มีความตั้งใจและความมั่งคั่งเพื่อทดสอบตัวเอง เพื่อให้ชัดเจนมาก: ข้อมูลการรักษาในมนุษย์ มีน้อย อย่างไรก็ตามความกระตือรือร้นกำลังมาถึง สูงตลอดเวลา.

นอกจากโฆษณาแล้ว คำถามหลักยังคงอยู่: ทำไมการบำบัดถึงได้ผลในหนู? อะไรคือส่วนประกอบที่ทำให้เลือดของสัตว์เล็กเป็นยาอายุวัฒนะ?

สัปดาห์นี้ ทีมที่นำโดย Saul Villeda จาก University of San Francisco ได้ค้นพบสิ่งที่น่าประหลาดใจ นั่นคือ เกล็ดเลือดแฟกเตอร์ 4 (PF4) โปรตีนไม่ใช่สิ่งแปลกปลอมสำหรับวิทยาศาสตร์หรือชีวิต ร่างกายของคุณน่าจะผลิตออกมามากมายตั้งแต่ยังเป็นเด็กเมื่อต้องเดินกะเผลกกลับบ้านพร้อมกับเข่าที่ถลอก PF4 เป็นส่วนหนึ่งของระบบเลือดที่ผนึกเส้นเลือดที่แตกและช่วยให้เลือดแข็งตัวหลังจากได้รับบาดเจ็บ

การศึกษาใหม่, ตีพิมพ์ใน ธรรมชาติแสดงให้เห็นว่าโปรตีนที่ไม่ถ่อมตัวอยู่ไกลจากม้าตัวเดียว แทนที่จะเป็นฟันเฟืองของโปรตีนธรรมดาในเครื่องรักษาบาดแผลของร่างกาย PF4 ยังทำหน้าที่เป็นทูตระหว่างสมองและระบบภูมิคุ้มกันอีกด้วย เมื่ออายุยังน้อย โปรตีน "ผู้เฝ้าประตู" จะปรับลดการอักเสบและช่วยรักษาหน้าที่การรับรู้ของสมอง

น่าเสียดายที่ระดับ PF4 ในร่างกายลดลงตามอายุ การหยดกระตุ้นให้เกิดการอักเสบใน "ศูนย์ความจำ" ของสมอง - ฮิปโปแคมปัส - และขัดขวางความสามารถของเซลล์ประสาทในการสื่อสาร โครงข่ายประสาทเทียมผิดพลาด เช่นเดียวกับความจำ สัตว์สูงวัยจะมีปัญหาในการจดจำสถานที่ใหม่ๆ หรือเรียนรู้งานใหม่ๆ

ไม่ใช่ข่าวร้ายทั้งหมด ในการทดสอบหนึ่งครั้ง การกระทุ้งของ PF4 จะรีเซ็ตระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายบางส่วน ลดระดับโปรตีนที่ส่งเสริมการอักเสบ และเพิ่มความรู้ความเข้าใจในหนูสูงอายุ

“ฉันพบว่ามันน่าประหลาดใจมาก” Villeda กล่าว Hub เอกพจน์. “ปกติแล้วฉันคิดว่าเกล็ดเลือดเป็นตัวสนับสนุนผู้เล่นมากกว่า แต่ที่นี่… [พวกมัน] เป็นตัวขับเคลื่อนที่กระตือรือร้นในการฟื้นฟูการรับรู้”

“ความเป็นไปได้ในการรักษานั้นน่าตื่นเต้นมาก” กล่าวว่า David Sinclair นักวิจัยอายุยืนแห่งมหาวิทยาลัย Harvard ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษานี้

สมอง ร่างกาย เลือด

สมองได้รับการปกป้องโดยผนังเซลล์ที่เรียกว่าสิ่งกีดขวางระหว่างเลือดและสมอง ซึ่งโดยทั่วไปจะป้องกันไม่ให้โมเลกุลขนาดใหญ่ไหลจากเลือดเข้าสู่เนื้อเยื่อสมอง อย่างไรก็ตาม noggins ของเราจะพูดคุยกับส่วนอื่นๆ ของร่างกายอย่างต่อเนื่องผ่านสารเคมีขนาดเล็กในเลือด

ฟังดูแปลก แต่เลือดมีสารเคมีมากมายที่ให้ข้อมูลสั้นๆ แก่สมองเกี่ยวกับสถานะของร่างกาย เช่น ความหิว ความร้อน ความเครียด ในทางกลับกัน ผู้ส่งสารเหล่านี้ยังควบคุมกิจกรรมของเครือข่ายประสาทและแม้กระทั่งการกำเนิดของเซลล์ประสาทใหม่ในสมอง

กว่าทศวรรษที่ผ่านมา Villeda และเพื่อนร่วมงานพบว่าการเชื่อมโยงระบบไหลเวียนโลหิตของหนูเล็กกับหนูสูงอายุทำให้นาฬิกาของคุณตาหมุนย้อนกลับ การฉีดส่วนประกอบของเหลวของเลือดที่เรียกว่าพลาสมา มีผลในการฟื้นฟูอวัยวะหลายส่วนเช่นเดียวกัน

ผลลัพธ์ที่ได้ทำให้หลายทีมออกตามล่าหาองค์ประกอบ "เวทมนตร์" ในเลือดของหนุ่มสาว มีไม่กี่แห่ง แต่ละแห่งมีชื่อที่ไม่น่าเชื่อถือ ตัวอย่าง?  GDF11. gpld1. ประเด็นไม่ใช่ทริปตกปลาเชิงวิชาการ ค่อนข้างจะเป็นการค้นหาปัจจัยทางเลือดอย่างหนึ่งหรือน่าจะเป็นปัจจัยที่ควบคุมความชรา โดยการกำหนดเป้าหมายโปรตีนเหล่านี้ เราอาจชะลอหรือย้อนกลับสัญญาณแห่งวัยและจัดการกับภาระของโรคที่เกี่ยวข้องกับอายุได้

เพชรในความหยาบ

ขวา. แล้วทำไมต้องเกล็ดเลือด?

มันลงมาที่สูตรทดลองเลือดหนุ่ม

พลาสมาซึ่งเป็นส่วนที่ "เป็นน้ำ" ของเลือดเต็มไปด้วยโปรตีนที่ละลายน้ำได้ เช่น น้ำตาลที่ละลายในน้ำเชื่อม อย่างไรก็ตาม วิธีการปกติในการเตรียมพลาสมาสำหรับการฉีด "เลือดอ่อน" นั้นจะทิ้งเกล็ดเลือดบางส่วนไว้ในการเตรียม เซลล์เม็ดเลือดเล็ก ๆ เหล่านี้มีรูปร่างเหมือนจานอาหารค่ำ โดยปกติแล้วจะช่วยห้ามเลือดและรักษาบาดแผล การสะอึกจากการทดลองนี้ทำให้ Villeda และห้องทดลองอื่นๆ ถามว่า เดี๋ยวก่อน เกล็ดเลือดมีส่วนเกี่ยวข้องในการฟื้นฟูการทำงานของสมองหรือไม่?

ในการทดสอบครั้งแรก ทีมงานได้เปรียบเทียบรูปแบบการแสดงออกของยีนจากหนูที่ฉีดเกล็ดเลือดอายุน้อยกับหนูที่มีอายุใกล้เคียงกันที่ได้รับน้ำเกลือ ยีนที่เกี่ยวข้องกับภูมิคุ้มกันจำนวนมากปรากฏขึ้นหลังการรักษา ชี้ไปที่สมองที่ลุกเป็นไฟ—การอักเสบของระบบประสาท—เป็นสัญญาณของความชรา

จากนั้น พวกเขาฉีดเกล็ดเลือดอายุน้อยให้กับหนูสูงอายุในช่วงหนึ่งเดือน กระทุ้งช่วยลดการอักเสบของระบบประสาทในฮิบโปแคมปัสได้หลายวิธี เซลล์ภูมิคุ้มกันของสมองที่เรียกว่าไมโครเกลีย ซึ่งมักจะกระตุ้นให้เกิดการอักเสบในสมองที่มีอายุมากขึ้น จะถูกทำให้เย็นลง ระดับของโปรตีนที่ทำให้เกิดการอักเสบลดลง

ฮีโร่ที่ไม่คาดคิด

ยอดเยี่ยม. แต่เกล็ดเลือดมีโปรตีนหลายชนิด มีอันที่โดดเด่นหรือไม่? หรือผู้เล่นหลายคนรวมตัวกันเพื่อย้อนกลับความหายนะของเวลา?

ด้วยการใช้การศึกษาทางชีวเคมีหลายชุด ในที่สุดทีมก็มุ่งเน้นไปที่ PF4 ปัจจัยเกล็ดเลือดดูเหมือนจะเป็นทหารที่สมบูรณ์แบบในการต่อสู้กับความชรา: ระดับของมันสูงในสัตว์อายุน้อย แต่จะลดลงอย่างรวดเร็วในสัตว์ที่มีอายุมาก—ในเนื้อเยื่อของหนูและผู้ชาย

การฉีด PF4 ที่ผลิตในห้องปฏิบัติการเข้าไปในหนูสูงอายุสรุปผลลัพธ์ก่อนหน้านี้โดยใช้เกล็ดเลือดอายุน้อย การอักเสบของระบบประสาทในฮิบโปแคมปัสลดลง Microglia เย็นลงด้วยยีนโปรอักเสบภายในที่หมุนต่ำ

น่าแปลกที่ PF4 คล้ายกับหนูแก่ที่ได้รับเกล็ดเลือด นอกจากนี้ PF4 ยังฟื้นฟูระบบภูมิคุ้มกันของร่างกาย เช่น เซลล์ T ภูมิคุ้มกัน ให้กลับคืนสู่ความอ่อนเยาว์ การเปลี่ยนแปลงนี้เกิดขึ้นเฉพาะในหนูที่มีอายุมากเท่านั้น ส่วนหนูที่มีอายุน้อยที่ได้รับ PFXNUMX jabs แบบเดียวกันยังคงดำเนินต่อไปอย่างสนุกสนาน โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงสถานะการอักเสบของสมอง

“ฉันเห็นว่าการอักเสบทั้งในร่างกายและสมองเป็นตัวการสำคัญที่ทำให้แก่ตัวลง ดูเหมือนว่าจะเป็นกระบวนการหนึ่งที่เชื่อมโยงความชรากับโรคเกี่ยวกับความเสื่อมของระบบประสาท และฉันคิดว่าจุดสนใจของเราจะเปลี่ยนไปมากขึ้นเรื่อย ๆ ไปที่การกำหนดเป้าหมายของระบบภูมิคุ้มกันเพื่อช่วยการทำงานของการรับรู้ในการชราภาพและโรคต่างๆ” Villeda กล่าว

PF4 ไม่เพียงแค่ทำให้ไฟป่าภูมิคุ้มกันในสมองแก่ชราลดลงเท่านั้น การวิเคราะห์เพิ่มเติมพบว่าการฉีดปัจจัยเลือดกระตุ้นกระบวนการระดับโมเลกุลที่ช่วยให้เซลล์ประสาทเชื่อมต่อและสื่อสารซึ่งกันและกัน ซึ่งมักถูกมองว่าเป็นพื้นฐานสำหรับความจำและความรู้ความเข้าใจ

จากนั้นก็มีการตรวจสอบขั้นสุดท้าย: หนูสูงอายุที่ถูกฉีดด้วย PF4 ของมนุษย์ทำงานได้ดีกว่าเพื่อนในการทดสอบหน่วยความจำและการนำทางที่แตกต่างกันสองแบบ ซึ่งทั้งสองอย่างนี้ต้องเก็บภาษีจากฮิปโปแคมปัสอย่างมาก

การกระทำที่น่ากลัวในระยะไกล

อายุที่มากขึ้นนั้นซับซ้อน และ PF4 เป็นเพียงส่วนหนึ่งของปริศนาเท่านั้น

แต่อาจจะเป็นส่วนใหญ่ Dena Dubal และ David Coulter จาก University of California, San Francisco ยังอยู่บ้านใน PF4 ในฐานะ “ผู้ส่งสาร” สำหรับโคลโท ซึ่งเป็นฮอร์โมนที่ช่วยเพิ่มความรู้ความเข้าใจในสมองที่แก่ชรา ในขณะเดียวกัน Tara Walker จาก University of Queensland พบ PF4 เพิ่มขึ้นหลังออกกำลังกาย กระตุ้นฮิปโปแคมปัสเพื่อสร้างเซลล์ประสาทใหม่ และฟื้นฟูการเรียนรู้และความจำในหนูสูงอายุ

ผลลัพธ์ที่ได้ "ทำให้ฉันไม่ทันตั้งตัว" Villeda อธิบาย ทั้งสามกลุ่มวิจัยพบว่า PF4 เป็นปัจจัยร่วมในการรักษาหลายอย่างที่ทราบกันดีว่าสามารถต่อต้านความชราได้ เช่น เลือดหนุ่ม โคลโธ และการออกกำลังกาย มันชี้ให้เห็นถึงกลไกการบรรจบกันที่อาจควบคุมหลายแง่มุมของความชรา

“ฉันรู้สึกทึ่งมากกับความจริงที่ว่าหลายกลุ่มระบุปัจจัยการฟื้นฟูที่เหมือนกัน และคิดว่าการกำหนดเป้าหมายที่ระบบภูมิคุ้มกันส่วนปลายจะพิสูจน์ให้เห็นถึงความหวังเมื่อพยายามกระตุ้นการทำงานของการรับรู้” Villeda กล่าว

ไม่ได้หมายความว่า PF4 จะเป็น กระสุนเงินกับติ๊กต็อกของเวลา ความชราท้าทายชีววิทยาของทุกคนแตกต่างกันเล็กน้อย PF4—เช่นเดียวกับปัจจัยอื่น ๆ ของเยาวชน—อาจเป็นเพียงส่วนหนึ่งของภาพสำหรับการขยายสุขภาพในขณะที่เราเป็นสีเทา

“ท้ายที่สุด ฉันคิดว่ามันจะเป็นกลยุทธ์แบบผสมผสานที่ให้ผล 'ความอ่อนเยาว์' อย่างเต็มที่” Villeda กล่าว

เครดิตภาพ: แซนดี้ลาร์ / Unsplash

ประทับเวลา:

เพิ่มเติมจาก Hub เอกพจน์