Исследование, опубликованное 16 марта 2023 года в открытом журнале PLOS Biology, показало, что изменения в белке Menin, находящемся в глубине мозга, могут влиять на несколько признаков старения одновременно. Работу возглавил Лигэ Лэн из Сямэньского университета в Китае вместе с коллегами. Учёные обнаружили возможную связь между воспалением в мозге, обменом веществ и процессами старения во всём организме.
В центре внимания исследователей оказался гипоталамус — небольшая область мозга, которая участвует в регуляции обмена веществ и других важных функций. При усилении воспалительных сигналов в этой зоне могут происходить изменения как в самом мозге, так и в тканях по всему телу. Ранее Лэн и его коллеги выяснили, что белок Menin помогает сдерживать воспаление в гипоталамусе, что поставило вопрос о том, не запускает ли потеря этой защиты возрастные нарушения.
Команда установила, что уровень Menin снижается с возрастом в определённых нейронах вентромедиального гипоталамуса, отвечающего за регуляцию обмена веществ. В астроцитах и микроглии — вспомогательных клетках мозга — такого снижения не наблюдалось. Чтобы проверить, действительно ли потеря Menin способствует старению, а не просто сопутствует ему, исследователи создали мышей с возможностью избирательного удаления этого белка. У молодых особей снижение Menin усиливало воспаление в гипоталамусе и вызывало ряд возрастных признаков: уменьшение костной массы, истончение кожи, ухудшение памяти и небольшое сокращение продолжительности жизни.
Потеря Menin также нарушала химический путь, важный для связи между клетками мозга. У мышей с пониженным уровнем белка снижалось содержание D-серина — аминокислоты, помогающей активировать рецепторы, участвующие в обучении и памяти. Фермент, отвечающий за выработку D-серина и регулируемый Menin, становился менее активным. Это указывало на то, что Menin влияет на мышление не только через воспаление, но и через поддержание химических процессов, обеспечивающих сигналы в мозге.
Затем учёные проверили, можно ли улучшить состояние пожилых 20-месячных мышей путём повышения уровня Menin. Ген белка доставили в гипоталамус, чтобы клетки этой области производили больше вещества. Через 30 дней у обработанных животных улучшилась толщина кожи и костная масса, а также результаты тестов на обучение, память и равновесие. В гиппокампе — области, важной для обучения и памяти, — вырос уровень D-серина. Восстановление Menin также продлило жизнь мышей. Отдельный эксперимент с добавлением D-серина в питьевую воду в течение трёх недель улучшил когнитивные способности, но не дал такого же эффекта на физические признаки старения.
Лигэ Лэн так описал значение работы: «Мы предполагаем, что снижение экспрессии Menin в гипоталамусе с возрастом может быть одним из движущих факторов старения, а Menin может быть ключевым белком, связывающим генетические, воспалительные и метаболические факторы старения. D-серин — потенциально перспективное средство для терапии когнитивных нарушений». Он добавил: «Сигнализация Menin в вентромедиальном гипоталамусе ослабевает у старых мышей, что способствует системным возрастным изменениям и когнитивному дефициту. Эффекты Menin на старение опосредованы нейровоспалительными изменениями и метаболическими сигнальными путями, сопровождаются дефицитом серина, а восстановление Menin обращает возрастные признаки».