Forskare upptäcker hur hjärnans hypothalamus kontrollerar åldrande och hantera för att sakta ner det

Forskare upptäcker hur hjärnans hypothalamus kontrollerar åldrande och hantera för att sakta ner det
Neurala stamceller som har transplanterats i en mushjärna, här utvecklas till neuroner.
Yirui Sun, Wellcome Images, CC BY-SA

Om du inte röker, då Din största riskfaktor för att dö är förmodligen din ålder. Det beror på att vi nästan eliminerat dödligheten i det tidiga livet tack vare framsteg inom vetenskap och teknik. Men trots dessa framsteg har vi fortfarande inte utarbetat hur man eliminerar de skadliga effekterna av åldrande sig själv.

Nu en ny studie på möss, publicerad i Nature, visar att stamceller (en typ av cell som kan utvecklas till många andra typer) i ett specifikt område i hjärnan reglerar åldrandet. Laget lyckades även sakta ner och påskynda åldrandet genom att transplantera eller radera stamceller i regionen.

Åldrande utgör en viktig utmaning för samhället. Av 2050 kommer det att finnas lika många gamla människor (ålder 65 +) som barn (under 15) på jorden för första gången. Denna förändring återspeglas i oöverträffad stress på våra hälso- och sjukvårdssystem. Att förstå hur vi kan hålla oss i god hälsa när vi åldras blir allt viktigare.

De mekanismer som håller organismerna friska är relativt få i antal och konserveras mellan arter, vilket innebär att vi kan lära oss mycket om dem genom att studera djur som möss. Bland de viktigaste är senescenta celler - dysfunktionella celler som bygger upp när vi åldras och orsakar skador på vävnad - kronisk inflammation och utmattning av stamceller. Dessa mekanismer antas vara anslutna på cell- och vävnadsnivå. Som med en ring av dominoer kan ett fall överallt utlösa en katastrofal sammanbrott.

Vanishing celler

Forskarna bakom det nya pappret studerade mushypothalamus, som vi har känt under en tid kontrollerar åldrandet. Denna mandelstorleksstruktur i mitten av hjärnan knyter samman nervsystemet och endokrina (hormon) system. Hypothalamus hjälper till att reglera många grundläggande behov och beteenden inklusive hunger, sömn, rädsla och aggression. I den mänskliga hjärnan är inlärning av beteenden vanligtvis komplicerad, men om du flyger i blind panik eller befinner dig i en flammande raseri, så är din hypotalamus tillfälligt i förarsätet.

Teamet tittade på en specialiserad grupp av stamceller inom hypotalamusen och övervakade vad som hände med dem som kohorter av möss åldrade. Möss lever normalt i ungefär två år men de fann att dessa celler började försvinna med cirka 11 månader. Vid 22 månader hade de försvunnit helt. Hastigheten vid vilken stamcellerna förlorades nära korrelerade med åldrande förändringar hos djuren, såsom minskningar av inlärning, minne, sociabilitet, muskeluthållighet och atletisk prestanda.

Men korrelation betyder inte orsakssamband. För att ta reda på om nedgången orsakade dessa åldrande förändringar, raderade de stamceller med ett speciellt konstruerat virus som bara skulle döda dem i närvaro av läkemedlet Ganciclovir. I 15-månader gamla möss förstörde denna läkemedelskombination 70% av deras hypotalamiska stamceller. De visade tidigt tecken på åldrande och dödade ungefär 200 dagar tidigare som ett resultat. Det är viktigt eftersom möss bara lever i cirka 730 dagar.


Få det senaste från InnerSelf


Gruppen implanterade också hypotalamiska stamceller från nyfödda möss till medelåldersdjur. I detta fall blev djuren mer sociala, fungerade bättre kognitivt och levde omkring 200 dagar längre än vad de annars skulle ha.

Dessa experiment gav också ledtrådar till hur de hypotalamiska stamcellerna försvann i första hand. Implantationen fungerade endast när stamcellerna hade varit genetiskt konstruerade för att vara resistenta mot inflammation. Det verkar som att djuren i åldern, kronisk, låggradig inflammation i hypotalamusen ökade.

Denna inflammation orsakas troligen antingen av ackumulering av senescenta celler eller omgivande neuroner som kommer in i ett senescentliknande tillstånd. Inflammation dödar de hypotalamiska stamcellerna eftersom de är mest känsliga för skador. Detta stör då hypotalamusfunktionen med knock-on effekter i hela organismen. Och dominoerna faller.

Ungdomens Elixir?

Det ultimata målet med åldrande forskning är att identifiera farmaceutiska mål eller livsstilsinterventioner som förbättrar människors hälsa i senare liv. Även om det här är en studie hos möss, om vi kan visa att samma mekanismer är på spel hos människor kan vi en dag kunna använda en liknande teknik för att förbättra hälsan i det senare livet. Men det här förblir långt framöver.

Andra ingrepp, som att ta bort senescenta celler, förbättrar också hälsan, förlänger livet med upp till 180 dagar hos möss. Ett logiskt nästa steg är att se om dessa interventioner "stackar".

Studien visar också att hypotalamiska stamceller utövar stora effekter genom att utsöndra miRNA, som kontrollerar många aspekter av hur celler fungerar. MiRNA är korta, icke-kodande RNA-molekyler som är enklare än DNA men kan också koda information. När miRNA levererades ensamma till möss som saknade stamceller visade de faktiskt liknande förbättringar för dem som fick stamcellsbehandling.

Leveransen av miRNA som läkemedel är fortfarande i sin spädbarn men studien föreslår potentiella vägar för att fylla på en hypotalamus avledad av stamceller: förhindra deras förlust i första hand genom att kontrollera inflammationen. Detta kan uppnås antingen genom utveckling av läkemedel som dödar senescenta celler eller användningen av antiinflammatoriska föreningar.

Forskningen är viktig eftersom den visar elegant hur olika mekanismer för underhåll av hälsa interagerar. En nackdel är emellertid att endast manliga möss användes. Det är välkänt att strukturen hos hypotalamus skiljer sig markant mellan könen. Droger och mutationer som förlänger livslängden visar också vanligt olika styrka mellan män och kvinnor.

AvlyssningenHuruvida människor någonsin kommer att kunna leva betydligt längre än dagens maximal livslängd på 125 år är svårt att berätta. Men det verkar som det största hindret för ett hälsosamt senare liv är inte längre graden av framsteg men den hastighet med vilken vi kan vända vår växande kunskap om åldringsbiologi till läkemedel och livsstilsråd.

Om författaren

Richard Faragher, professor i biogerontologi, University of Brighton

Den här artikeln publicerades ursprungligen den Avlyssningen. Läs ursprungliga artikeln.

Bok av denna författare:

{amazonWS: searchindex = Böcker, nyckelord = 0415419549; maxresults = 1}

Relaterade böcker:

{amazonWS: searchindex = Böcker; sökord = sakta ner åldrandet; maxresults = 2}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

följ InnerSelf på

facebook-icontwitter-iconrss-icon

Få det senaste via e-post

{Emailcloak = off}