Новое исследование, проведенное на животных и людях, выявило важные данные о влиянии Х-хромосомы на старение мозга и когнитивные функции. Согласно исследованию, по мере старения «спящие» Х-хромосомы могут активироваться в клетках мозга, что играет ключевую роль в замедлении когнитивных процессов. Это открытие может объяснить, почему женщины живут дольше мужчин и демонстрируют более медленное старение мозга. «У женщин мозг стареет медленнее, и они реже страдают от когнитивных нарушений по сравнению с мужчинами, что связано с активизацией Х-хромосомы в старшем возрасте», — говорит невролог Дена Дубал из Калифорнийского университета в Сан-Франциско.
Х-хромосома составляет около 5% всего человеческого генома, и несмотря на ее важность, роль этой хромосомы в старении мозга была изучена недостаточно. Дубал и ее коллеги из UCSF под руководством невролога Маргарет Гадек выяснили, что у самок млекопитающих имеется две Х-хромосомы — одна от каждого родителя. В каждой клетке организма случайным образом подавляется одна из Х-хромосом, в то время как другая остается активной. Однако не все гены Х-хромосомы подвергаются инактивации, и с возрастом все больше Х-хромосом избегают подавления.
Это открытие ставит вопрос о том, как активация обеих Х-хромосом может влиять на процессы старения мозга у мужчин и женщин. Чтобы проверить эту гипотезу, ученые изучили клетки женского гиппокампа — области мозга, активно участвующей в обучении, памяти и обработке эмоций.
Исследователи использовали две линии мышей — Mus musculus и M. castaneus. В первой линии, мышах M. musculus, X-хромосома не имеет важного гена Xist, который обычно отключает эту хромосому. Это означает, что у потомков этой линии одна Х-хромосома всегда активна, а другая — нет. Мыши, у которых X-хромосома M. castaneus подавляется, демонстрируют признаки «бегства» генов, которые должны быть неактивными.
Используя секвенирование РНК, ученые проанализировали более 40 000 клеток гиппокампа у молодых и старых самок мышей. Результаты показали, что около 3–7% генов Х-хромосомы M. castaneus избегают инактивации и остаются активными. Эти результаты оказались особенно ярко выражены в клетках пожилых мышей, а также у людей. Наиболее выраженная активность наблюдается в нейронах и олигодендроцитах, клетках, поддерживающих нейронные связи, что указывает на их роль в поддержании когнитивных функций с возрастом.
Для подтверждения этих данных ученые изучили ранее опубликованные исследования, касающиеся изменений в активации Х-хромосомы с возрастом. Выяснилось, что ген PLP1, который играет важную роль в формировании миелиновых оболочек нейронов, активно экспрессируется в нейронах и олигодендроцитах пожилых женщин и мышей. Это увеличение экспрессии гена PLP1 наблюдается в парагиппокампе женщин, в отличие от пожилых мужчин, что может быть связано с улучшением когнитивных способностей у женщин в возрасте.
Наблюдения показали, что активность PLP1 в мозге стареющих мышей и людей способствовала улучшению их когнитивных функций, включая улучшение памяти и способности к обучению. Эти результаты открывают перспективы для разработки методов лечения возрастных изменений в мозге с целью замедления старения и предотвращения когнитивных нарушений.
Авторы исследования подчеркивают, что ранее биология женщин недооценивалась в научных и медицинских исследованиях. Однако результаты текущего исследования подчеркивают важность изучения активации Х-хромосомы, которая может играть решающую роль в замедлении старения мозга и других физиологических процессов. Это открытие ставит новые задачи для научных изысканий и разработки медицинских препаратов, направленных на улучшение здоровья и продолжительность жизни.
Также стоит отметить, что в рамках других исследований, таких как работа лаборатории Цзюньюэ Цао из Рокфеллеровского университета, были получены важные данные о старении на клеточном уровне. Целью этого исследования было создание крупнейшего клеточного атласа, что открыло новые возможности для изучения возрастных изменений в различных органах и системах организма.