دانشمندان پروتئینی را کشف کرده‌اند که بر روند پیری تأثیر می‌گذارد

به گزارش مجله خبری نگار،گ دانشمندان ارتباطی بین کاهش سطح پروتئین منین در سلول‌های مغزی خاص و تغییرات مرتبط با سن در بدن کشف کرده‌اند. آزمایش‌ها روی موش‌ها نشان داد که بازیابی این پروتئین به بهبود عملکرد شناختی و سلامت بافت کمک می‌کند. ایزوستیا در مورد چگونگی تأثیر منین بر روند پیری گزارش می‌دهد.

چگونه پروتئین منین با پیری مرتبط بود

محققان بر هیپوتالاموس، ناحیه کوچکی از مغز که در تنظیم متابولیسم و ​​سایر فرآیند‌های مهم بدن نقش دارد، تمرکز کردند. دانشمندان از قبل می‌دانستند که فرآیند‌های التهابی در این ناحیه می‌تواند با تغییرات مرتبط با سن نه تنها در مغز، بلکه در سایر بافت‌ها نیز مرتبط باشد. در مطالعه جدید خود، آنها پروتئین منین را بررسی کردند که به تعدیل التهاب در هیپوتالاموس کمک می‌کند.

منین پروتئینی است که توسط ژن MEN۱ کدگذاری می‌شود و در تنظیم فعالیت ژن، تقسیم سلولی و رشد سلول نقش دارد. این پروتئین به کنترل فرآیند‌های سلولی و حفظ عملکرد طبیعی بافت کمک می‌کند. منین همچنین در تنظیم متابولیسم و ​​التهاب نقش دارد و عملکرد آن به نوع سلول و بافتی که در آن قرار دارد بستگی دارد. به طور خاص، تحقیقات نشان می‌دهد که در هیپوتالاموس، این پروتئین با مکانیسم‌هایی مرتبط است که بر تغییرات مرتبط با سن و عملکرد مغز تأثیر می‌گذارند.

مشخص شد که با افزایش سن، سطح منین در نورون‌های خاصی از هیپوتالاموس شکمی-میانی کاهش می‌یابد. با این حال، هیچ کاهش مشابهی در آستروسیت‌ها و میکروگلیا‌ها - انواع دیگر سلول‌های مغزی - مشاهده نشد. این نشان می‌دهد که این تغییرات به طور مساوی بر کل هیپوتالاموس تأثیر نمی‌گذارد، بلکه با سلول‌های خاصی مرتبط است.

برای بررسی اینکه آیا از دست دادن منین صرفاً نتیجه پیری نیست، بلکه عاملی در تغییرات مرتبط با سن است، دانشمندان آزمایش‌هایی را روی موش‌های اصلاح‌شده ژنتیکی انجام دادند. در حیوانات جوان، کاهش مصنوعی سطح پروتئین منجر به افزایش التهاب در هیپوتالاموس شد. همزمان، آنها علائم مشخصه پیری را نشان دادند: کاهش توده استخوانی، نازک شدن پوست، بدتر شدن عملکرد شناختی و کاهش جزئی طول عمر. نتایج مطالعه در مجله PLOS Biology منتشر شد.

منین چه ارتباطی با حافظه دارد؟

این مطالعه نشان داد که کاهش سطح منین نه تنها بر فرآیند‌های التهابی تأثیر می‌گذارد، بلکه بر سایر فرآیند‌های التهابی نیز تأثیر می‌گذارد. موش‌ها همچنین سطح D-سرین، یک اسید آمینه دخیل در عملکرد گیرنده‌های مرتبط با یادگیری و حافظه، را نیز کاهش داده بودند.

دانشمندان کشف کردند که منین فعالیت آنزیم PHGDH را که در سنتز سرین نقش دارد، تنظیم می‌کند. هنگامی که سطح پروتئین کاهش می‌یابد، این مسیر متابولیکی مختل می‌شود و در نتیجه سطح D-سرین در هیپوتالاموس و هیپوکامپ - ناحیه‌ای از مغز که برای تشکیل حافظه و یادگیری حیاتی است - کاهش می‌یابد.

آزمایش‌های بیشتر نشان داد که کاهش سطح منین با تغییراتی در اتصالات عصبی در هیپوکامپ همراه است. به طور خاص، این موش‌ها اختلالاتی را در فرآیند‌های مرتبط با تقویت اتصالات سیناپسی، که زیربنای یادگیری و حافظه هستند، تجربه کردند.

محققان همچنین آزمایش کردند که آیا D-serine می‌تواند زوال شناختی را معکوس کند یا خیر. به موش‌ها به مدت سه هفته این ماده از طریق آب آشامیدنی داده شد. نمرات آزمون شناختی حیوانات بهبود یافت. با این حال، این آزمایش نشان نداد که D-serine می‌تواند تمام علائم پیری را معکوس کند: تغییرات فیزیکی مشاهده شده پس از بازیابی D-serine به این روش تکرار نشدند.

چه اتفاقی پس از ترمیم پروتئین در موش‌های پیر افتاد؟

مرحله بعدی آزمایش شامل بازیابی سطح منین در حیوانات پیر بود. محققان از موش‌های ۲۰ ماهه استفاده کردند و ژن مسئول تولید پروتئین را مستقیماً به هیپوتالاموس منتقل کردند.

پس از ۳۰ روز، جوندگان در چندین پارامتر تغییراتی را نشان دادند. آنها افزایش ضخامت پوست و توده استخوانی و بهبود عملکرد در آزمون‌های یادگیری، عملکرد شناختی و تعادل را نشان دادند. سطح D-سرین در هیپوکامپ نیز افزایش یافت.

محققان همچنین از افزایش طول عمر در موش‌ها پس از بازیابی منین خبر دادند. بنابراین، هدف قرار دادن پروتئین در ناحیه کوچکی از مغز با تغییراتی در چندین سیستم بدن همراه بود.

ما فرض می‌کنیم که کاهش وابسته به سن در بیان منین در هیپوتالاموس ممکن است یک عامل کلیدی در پیری باشد و منین ممکن است یک پروتئین کلیدی باشد که عوامل ژنتیکی، التهابی و متابولیکی دخیل در پیری را به هم مرتبط می‌کند. D-سرین یک عامل درمانی بالقوه امیدوارکننده برای درمان اختلال شناختی است.

چرا نتایج هنوز نمی‌توانند راهی برای طولانی‌تر کردن عمر انسان در نظر گرفته شوند؟

مطالعات بعدی نشان داده‌اند که رابطه بین منین، D-سرین و تغییرات مرتبط با سن نیاز به بررسی بیشتر دارد. به طور خاص، مطالعات با استفاده از مدل‌های بیماری دیگر نشان داده‌اند که افزایش سطح D-سرین لزوماً منجر به بهبود عملکرد مغز نمی‌شود. تأثیر آن ممکن است به بیماری خاص و فرآیند‌های خاصی که در سیستم عصبی رخ می‌دهد بستگی داشته باشد.

همچنین مطالعاتی روی انسان انجام شده است، اما هنوز استفاده از D-serine برای کاهش سرعت پیری را تأیید نمی‌کنند. در یک کارآزمایی تصادفی کوچک که شامل ۵۰ فرد مسن سالم بود، محققان پس از یک دوز از این ماده، تنها در یک نمره آزمون کامپیوتری بهبود یافتند. هیچ تغییر قابل توجهی در سایر معیار‌های شناختی یا خلق و خو مشاهده نشد. این مطالعه همچنین اجازه نتیجه‌گیری در مورد اثرات طولانی مدت D-serine بر حافظه یا پیری را نداد.

بنابراین، نتایج آزمایش‌های منین در حال حاضر به عنوان مسیری برای تحقیقات بیشتر در نظر گرفته می‌شود. دانشمندان باید مشخص کنند که چرا سطح پروتئین با افزایش سن کاهش می‌یابد، اثرات بازیابی آن چقدر پایدار است و آیا مکانیسم‌های مشابهی ممکن است در انسان نیز عمل کنند یا خیر. این مطالعه ارتباط بالقوه‌ای را بین فرآیند‌های هیپوتالاموس و پیری نشان می‌دهد.