CU-Boulder Salmon Uuring annab uue ülevaate inimese aju vananemisest

CU-Boulder Salmon Uuring annab uue ülevaate inimese aju vananemisest
CU-Boulder Salmon Uuring annab uue ülevaate inimese aju vananemisest
Anonim

Colorado ülikoolis Boulderis läbi viidud maismaalõhe uuring näitab, et neil on geneetiliselt programmeeritud "vananemiskell", mis on ajastatud paljunemise järgi, mis võib anda ülevaate inimeste vananemisest ja Alzheimeri tõvest.

Richard Jones, keskkonna-, populatsiooni- ja organismibioloogia osakonna emeriitprofessor, ütles, et uuring on esimene, mis tuvastab beeta-amüloidina tuntud peptiidi ladestused vananeva loodusliku selgroogsete populatsiooni ajus. tingimused. Beeta-amüloidi kleepuvaid ladestusi, mida nimetatakse naastudeks, peetakse üheks vananemise ja Alzheimeri tõve tunnuseks inimese ajus.

Paljud neuroloogid usuvad, et beeta-amüloid, mis tekib siis, kui amüloidi prekursorvalguna tuntud ajuvalk ehk APP ensüümide toimel tükkideks tükeldatakse, põhjustab aju neuronite degenereerumist ja surma, ütles CU-Boulderi doktorant ja uuringu juht. autor Tammy Maldonado. Kuid teised teadlased usuvad nüüd, et beeta-amüloidi ladestumine ajus on suhteliselt kahjutu ja võib isegi kasulik olla.

CU-Boulderi bioloogid leidsid, et kudevate lõhede teatud ajupiirkondades on neurodegeneratsioon ja amüloidnaastud, mis on märkimisväärselt sarnased inimeste omadega. Kuid teised ajupiirkonnad, mida kasutati rände- ja kudemisülesannete jaoks, jätkasid töötamist, hoolimata beeta-amüloidnaastude olemasolust, ütles Maldonado.

Näiteks aju haistmispiirkonnad toimisid piisav alt hästi, et võimaldada kaladel naasta oma päritoluvoogudesse ja tajuda feromoone, et koordineerida kudemiskäitumist, hoolimata APP ja amüloidnaastude olemasolust. Samuti toimisid ajupiirkonnad, mis kontrollivad magnetilisi ja vibratsioonimeeleid, mis on lõhe seksuaalkäitumises olulised, hoolimata beeta-amüloidi ladestumise ja APP kogunemisest nendes ajupiirkondades, ütles ta.

"Selle asemel, et olla mõrvarid, võivad amüloidnaastud olla stressi ja traumade ajal aju liitlased," ütles Jones. "Meie töö lõhega võib viidata sellele, et surnud neuronite ümber võivad moodustuda amüloidnaastud, mis on sarnased sidemega, takistades surnud neuronite toodetud toksiinidel jõudmist tervete neuroniteni."

Maaldonado, Jonesi ja CU-Boulderi bioloogia professori David Norrise artikkel sellel teemal avaldatakse ühe maailma juhtiva neuroloogiaajakirja Brain Research 10. märtsi numbris. Riikliku teadusfondi ja riiklike tervishoiuinstituutide toetatud uurimistöö hõlmas ka endist CU-Boulderi doktorant Laura Carruthi ja mitut Colorado metsloomade bioloogide osakonna.

Uuringu jaoks kasutasid teadlased kokanee lõhe looduslikku populatsiooni, mis on merepiirita lõhe sort, mis saadi Colorado jõest Granby veehoidla lähedal Colorado keskosas.Kõik Vaikse ookeani põlisrahvaste lõheliigid paljunevad vaid korra – tavaliselt 2–4 aasta vanused – ja surevad seejärel peaaegu kohe.

Uuringus osalenud kokanee lõhe ajud säilitati, lõigati ristlõigeteks ja värviti keemiliselt, et tuvastada APP ja amüloidnaastude kogunemise alad. Lõhe on hea mudel uurimiseks, sest vananemismõjude füsioloogiline kaskaad kulgeb sarnaselt inimestega, kuigi lõhe liigub pärast paljunemist hämmastav alt kiiresti surma poole, ütles Norris.

Nii lõhel kui inimestel on märkimisväärselt sarnased vananemissümptomid, sealhulgas aju lagunemine, südame-veresoonkonna haigused, lihaste atroofia, nahakahjustused ja siseorganite resorptsioon. Lõhe ajudest ja Alzheimeri tõvega surnud inimese väikesest ajukoetükist saadud APP ja beeta-amüloidmolekulide laboratoorsed uuringud näitasid, et molekulid on "väga sarnased, kui mitte identsed", ütles Maldonado.

Uuringus näitas, et noor kastreeritud kokanee lõhe elab 7–9 aasta vanuseks, selle asemel, et surra 2–3-aastaselt nagu tavaline kudev kokanee lõhe, mis viitab sellele, et lõhel on "vananemishäire". "aeg on paljundamise ajal välja lülitatud. Kortisoolina tuntud stressihormooni massilised tõusud tekivad nii paljunevates kui ka steriilsetes lõhedes vahetult enne kiire vananemisprotsessi algust ja sellele järgnevat surma, ütles Norris.

"Kortisooli tõus võib aidata neil kaladel suhkrut metaboliseerida ja toota piisav alt energiat, et leida oma koduvood ja paljuneda, kuid lõpuks võivad tõusud põhjustada ka aju vananemist ja surma," ütles Maldonado. Teadlased kavatsevad järgmisel sügisel süstida noorlõhele kortisooli ja mitmeid teisi hormoone, et näha, kas katse põhjustab uuritavate kalade ajus amüloidnaastude moodustumist.

Laboratoorsed katsed on näidanud, et vananevate rottide ja inimeste veres esinev kõrge kortisoolitase esineb suuremas koguses Alzheimeri tõve ohvritel ja teadaolev alt tapab teatud neuronite piirkondi ajus.

"Kui leiame, et stressihormoonid põhjustavad lõhe ajus amüloidnaastude moodustumist, oleks see päris läbimurre," ütles Norris.

Uuringus osalenud kokanee lõhe ajud säilitati, lõigati ristlõigeteks ja värviti keemiliselt, et tuvastada APP ja amüloidnaastude kogunemise alad. Lõhe on hea mudel uurimiseks, sest vananemismõjude füsioloogiline kaskaad kulgeb sarnaselt inimestega, kuigi lõhe liigub pärast paljunemist hämmastav alt kiiresti surma poole, ütles Norris.

Nii lõhel kui inimestel on märkimisväärselt sarnased vananemissümptomid, sealhulgas aju lagunemine, südame-veresoonkonna haigused, lihaste atroofia, nahakahjustused ja siseorganite resorptsioon. Maldonado ütles, et lõhe ajudest ja Alzheimeri tõvega surnud inimese väikesest ajukoetükist saadud APP ja beeta-amüloidmolekulide laboratoorsed uuringud näitasid, et molekulid on "väga sarnased, kui mitte identsed".

Uuringus näitas, et noor kastreeritud kokanee lõhe elab 7–9 aasta vanuseks, selle asemel, et surra 2–3-aastaselt nagu tavaline kudev kokanee lõhe, mis viitab sellele, et lõhel on "vananemishäire". "aeg on paljundamise ajal välja lülitatud. Kortisoolina tuntud stressihormooni massilised tõusud tekivad nii paljunevates kui ka steriilsetes lõhedes vahetult enne kiire vananemisprotsessi algust ja sellele järgnevat surma, ütles Norris.

"Kortisooli tõus võib aidata neil kaladel suhkrut metaboliseerida ja toota piisav alt energiat, et leida oma koduvood ja paljuneda, kuid lõpuks võivad tõusud põhjustada ka aju vananemist ja surma," ütles Maldonado. Teadlased kavatsevad järgmisel sügisel süstida noorlõhele kortisooli ja mitmeid teisi hormoone, et näha, kas katse põhjustab uuritavate kalade ajus amüloidnaastude moodustumist.

Laboratoorsed katsed on näidanud, et vananevate rottide ja inimeste veres esinev kõrge kortisoolitase esineb suuremas koguses Alzheimeri tõve ohvritel ja teadaolev alt tapab teatud neuronite piirkondi ajus.

"Kui leiame, et stressihormoonid põhjustavad lõhe ajus amüloidnaastude moodustumist, oleks see päris läbimurre," ütles Norris.

Populaarne teema