Вчені подовжують тривалість життя мишей, відновлюючи цей зв’язок між мозком і тілом

Легко очорнити тілесний жир як просто шар небажаної підкладки, що тихо сидить під шкірою. Але ці клітини напрочуд активні. Крім того, що вони є контейнерами для зберігання енергії, вони викачують широкий спектр гормонів які взаємодіють з багатьма органами, щоб контролювати метаболізм, імунну відповідь і навіть розмноження.

Вони також могли регулювати довговічність з несподіваним партнером: мозком.

A Нове дослідження у мишей виявили «телефонну лінію» між жировими тканинами та групою нейронів усередині гіпоталамуса — області в нижній частині мозку, яка контролює основні функції організму, такі як регуляція температури та дихання.

У молодості ці нейрони сигналізують жировій тканині про вивільнення енергії, що живить мозок. З віком лінія руйнується. Жирові клітини більше не можуть керувати своїми численними ролями, а нейрони намагаються передавати інформацію по своїх мережах.

Використовуючи генетичні та хімічні методи, команда знайшла маркер для цих нейронів — білок під назвою Ppp1r17 (я знаю, це помітно). Зміна поведінки білка у літніх мишей за допомогою генної інженерії подовжила тривалість їхнього життя приблизно на сім відсотків. Для середньої тривалості життя людини, що становить 76 років, збільшення означає понад п’ять років.

Лікування також змінило здоров’я мишей. Миші люблять бігати, але з віком їх енергійність падає. Реактивація нейронів у літніх мишей пожвавила їхню мотивацію, перетворивши їх із кушетки на вражаючих бігунів.

«Ми продемонстрували спосіб уповільнення старіння та продовження здорового життя у мишей, маніпулюючи важливою частиною мозку», сказав автор дослідження доктор Шін-ічіро Імаї з Вашингтонського університету.

Інтернет мозок-тіло

Довговічність складна. Численні фактори впливають на швидкість старіння наших тканин і органів, наприклад генетичні помилки, запалення, епігенетичні зміни та проблеми з метаболізмом.

Але є підхід: десятиліття роботи з багатьма видами виявили, що скорочення калорій і збільшення фізичних вправ зберігають функції багатьох органів молодими в міру старіння. Багато з переваг походять від взаємодії між мозком і тілом.

Мозок не існує в чані. Незважаючи на те, що нейрони захищені дуже вибірковим бар’єром, який пропускає лише певні молекули, вони реагують на компоненти крові, які обходять цей бар’єр, змінюючи свої функції — наприклад, зберігаючи функції навчання та пам’яті в старості.

Недавні дослідження все більше виявляють численні канали зв’язку між мозком і м’язами, скелетом і печінкою. Наприклад, після фізичних вправ білки, що виділяються організмом, змінюють функції мозку, покращуючи навчання та пам’ять у старіючих мишей, а в деяких випадках люди похилого віку. Коли ці канали зв’язку порушуються, це викликає проблеми зі здоров’ям, пов’язані зі старінням, і обмежує тривалість життя та здоров’я (кількість здорових років).

Зв’язок мозок-тіло працює в обох напрямках. Захований глибоко в основі мозку, гіпоталамус регулює безліч гормонів, щоб змінити функції організму. Своїми гормональними виділеннями ділянка мозку надсилає вказівки широкому спектру органів, включаючи печінку, м’язи, кишечник і жирову тканину, змінюючи їх поведінку з віком.

Гіпоталамус, який часто називають «центром контролю старіння», давно є мішенню для дослідників довголіття.

Ще в 2013 році одна команда виявила, що перепрограмування імунної відповіді в області мозку може збільшити тривалість життя. У тому ж році команда Імаї знайшла активація області мозку повернув годинник назад у літніх мишей. Як і молодші однолітки, вони більше займалися фізичними вправами, мали більш здоровий метаболізм і легше підтримували температуру тіла в середовищах поза їхньою звичною зоною комфорту. Вони також краще спали, а їхній мозок надсилав точні вказівки їхнім м’язам, дозволяючи їм паркуватися навколо свого середовища.

І все ж команду мучило запитання: чому це спрацювало?

Відкриті лінії

Нове дослідження виявило нейрони в гіпоталамусі, які зв’язують жирові тканини з мозком і довголіттям.

Спочатку вони зосередилися на підмножині нейронів у гіпоталамусі з пулу, про який раніше було відомо, що він регулює старіння. Ці клітини мають високий рівень білка під назвою Ppp1r17 — по суті, маркера, що відрізняє їх від усіх інших типів клітин у гіпоталамусі — і проникають далеко в мозок і в тіло.

Нейрони «можуть сигналізувати певній тканині та регулювати її функцію», — написала команда. Іншими словами, вони потенційно можуть встановити зв'язок мозок-тіло.

Щоб перевірити теорію, команда генетично видалила Ppp1r17 у гіпоталамусі тримісячних мишей — приблизно такого ж віку, як підліток. Протягом двох місяців тварини зросли в розмірах. Вони почали бенкетувати під час сну і більше не відчували бажання бігати на своєму біговому колесі — попередньому улюбленому занятті.

Зміни привернули увагу команди. Відомо, що зменшення калорій і фізичні вправи збільшують тривалість здоров’я лабораторних мишей і, можливо, людей.

За допомогою молекулярного аналізу команда виявила, що нейрони з Ppp1r17 змінили поведінку жирових клітин. Білок плаває навколо ядра — структури, схожої на волоський горіх, яка інкапсулює нашу ДНК — та інших частин клітини.

У молодих мишей він знаходиться всередині ядра і активує нервову магістраль, що регулює жирові тканини. Він спрямовує жирові клітини вивільняти запаси енергії під час фізичних вправ, наприклад, і викачувати білок, який забезпечує енергію в мозку. З віком вся петля руйнується. Білок дрейфує з ядра в інші частини нейрона, перекриваючи зв’язок колінної чашечки з жировими клітинами.

У спробі відновити систему у старіючих мишей команда генетично змінила білок-човник для транспортування Ppp1r17 назад у ядро. Цей трюк уповільнив ознаки старіння.

Тим часом жирові клітини мишей також омолодилися. Вони з готовністю викинули гормон, який має вирішальне значення для підтримки здоров’я гіпоталамуса. Замість того, щоб томитися на дивані, миші вирішили побігати на своєму колесі. Порівняно з ровесниками такого ж віку, вони мали пухнасту та блискучу шерсть – ознаку молодості та здоров’я.

Результати показують, що переміщення Ppp1r17 назад у ядро ​​зберігає мишу здоровою навіть у старості. І «чудово», як написала команда, сконструйовані миші жили приблизно на сім відсотків довше, ніж їхні однопомітні тварини.

Використовуючи іншу технологію, яка спеціально зберігає білок у ядрі, команда повторила результати. Ці літні миші також бігали, як вітер, підтримували свої жирові тканини в робочому стані та відчули більшу тривалість життя порівняно зі своїми однолітками.

Це останнє дослідження, яке відобразило магістралі між тілом і мозком у гонитві за довголіттям. Команда продовжує досліджувати способи оптимізації циклу зворотного зв’язку жир-мозок у міру дорослішання.

Зображення Фото: Сенді Міллар / Unsplash

• Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Додайте собі сили. Доступ тут.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
• ПлатонЕСГ. вуглець, CleanTech, Енергія, Навколишнє середовище, Сонячна, Поводження з відходами. Доступ тут.
• PlatoHealth. Розвідка про біотехнології та клінічні випробування. Доступ тут.
• джерело: https://singularityhub.com/2024/01/15/scientists-extend-life-span-in-mice-by-restoring-this-brain-body-connection/