Клеточные изменения в гиппокампе могут вести к деменции

Для изучения старения человеческого мозга на беспрецедентно детальном уровне исследователи проанализировали посмертные образцы ткани гиппокампа 40 неврологически здоровых людей в возрасте от 20 до 95 лет. Применяя передовые методы одноклеточного анализа, команда не ограничилась традиционной оценкой экспрессии генов, а дополнительно изучила трехмерную архитектуру генома и эпигенетические модификации — химические метки, которые регулируют активность генов и хранят информацию о происхождении клетки.

По словам автора работы Натана Земке, именно сочетание этих подходов позволило обнаружить существенные изменения в идентичности и происхождении иммунных клеток мозга, которые остались бы скрытыми при анализе только экспрессии генов.

Ключевым открытием стало то, что основные иммунные клетки мозга — микроглии, формирующиеся еще на эмбриональной стадии и долгое время считавшиеся стабильными на протяжении всей жизни, в среднем возрасте начинают заметно сокращаться. Их место постепенно занимают клетки с иными молекулярными характеристиками: по эпигенетическим и транскрипционным профилям они напоминают иммунные клетки периферической крови, а также демонстрируют повышенные воспалительные сигнатуры. Такая смена клеточного состава ставит под сомнение устоявшееся представление о долговечности микроглии и указывает на возможный механизм развития хронического нейровоспаления, часто наблюдаемого при нейродегенеративных болезнях.

Помимо перестройки иммунного профиля, ученые выявили и другие системные признаки старения мозга. С возрастом ухудшается состояние клеток, поддерживающих целостность гематоэнцефалического барьера, что потенциально делает мозг более уязвимым к проникновению вредных веществ из кровотока. Кроме того, во многих типах клеток мозга старение сопровождалось масштабным и согласованным нарушением трехмерной организации генома. Как отмечает один из авторов исследования Бинг Рен, эти структурные изменения тесно связаны со сдвигами в регуляции генов и идентичности клеток, и, вероятно, отражают фундаментальную особенность старения человеческого мозга.

Директор Национального института по проблемам старения при Национальных институтах здравоохранения Ричард Ходс подчеркивает, что возраст является главным фактором риска деменции, но механизмы, связывающие старение с развитием болезни, до сих пор раскрыты не полностью. Обнаруженный скрытый сдвиг в популяции микроглии может стать важной подсказкой для понимания этой связи.