Международная группа исследователей под руководством генетика Бин Рена из Колумбийского университета обнаружила, что примерно с 50 лет в мозге человека происходит масштабная замена иммунных клеток, которая может лежать в основе возрастного снижения когнитивных функций. Работа опубликована в журнале Science.
Ученые проанализировали почти 320 тысяч клеток гиппокампа — области мозга, отвечающей за память, обучение и ориентацию в пространстве, — взятых у 40 здоровых людей в возрасте от 20 до 95 лет, используя комбинацию генетического, эпигенетического и трехмерного картирования генома.
Главным открытием стали микроглии — иммунные клетки мозга, которые, как считалось, формируются еще до рождения и сохраняются на протяжении всей жизни. Однако новые данные показывают, что в промежутке между 50 и 75 годами значительная часть исходных микроглий замещается моноцитами — клетками, происходящими из кровотока. К 80 годам такие клетки-«пришельцы» становятся преобладающей популяцией в большинстве исследованных мозгов. Важно, что они несут более выраженные воспалительные сигнатуры, что может объяснять, почему хроническое воспаление мозга становится всё более распространенным с возрастом и связано с такими расстройствами, как болезнь Альцгеймера.
Другое неожиданное открытие касается астроцитов — звездчатых клеток, питающих нейроны и поддерживающих гематоэнцефалический барьер: их число в гиппокампе стабильно снижалось с возрастом, а у выживших клеток падала активность генов, отвечающих за производство энергии.
Ученые также обнаружили, что с возрастом постепенно нарушается трехмерная организация ДНК внутри клеточных ядер почти во всех типах клеток. Многие из этих изменений происходили не постепенно, а с четкой точкой перелома около 50 лет, когда активность генов и эпигенетические маркеры начинали смещаться особенно резко.
«Понимание этих клеточных переходов может открыть новые возможности для разработки вмешательств, сохраняющих функцию мозга и снижающих уязвимость к нейродегенеративным заболеваниям», — отметил соавтор работы, нейробиолог Сянминь Сюй из Калифорнийского университета.
Ранее в мозге человека нашли «встроенный фильтр» для обработки информации.
