노화된 쥐의 뇌 아틀라스는 시간이 지남에 따라 백질의 가장 큰 변화를 보여줍니다

Aug 12, 2023

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노화로 인해 기억력과 인지력이 둔화되는 원인은 여전히 ​​불분명하며, 분자적 동인도 아직 밝혀지지 않았습니다. 이제 생쥐를 대상으로 한 연구에 따르면 시간이 지남에 따라 발생하는 가장 뚜렷한 변화는 뇌를 통해 신호를 전송하는 데 필수적인 뉴런인 백질에 있는 것으로 나타났습니다. 이 연구는 또한 칼로리 제한과 어린 쥐의 혈장 주입이라는 두 가지 노화 방지 치료법이 뇌의 다른 영역에 어떻게 영향을 미치는지 조사했습니다. 노화 관련 쇠퇴를 가장 잘 늦추는 것은 무엇입니까? 젊은 플라즈마.

결과는 정상적인 노화의 인지 저하뿐만 아니라 노화가 알츠하이머병, 파킨슨병, 다발성 경화증과 같은 신경퇴행성 질환에 기여하는 방식에 대한 통찰력을 제공합니다.

이 연구는 Cell 지에 게재된 논문에서 "노화 마우스 뇌의 아틀라스는 백질을 취약한 초점으로 드러낸다"고 밝혔습니다.

스탠포드 의대 신경학 및 신경과학 교수이자 스탠포드 우 대학의 뇌 탄력성을 위한 필 앤 페니 나이트 이니셔티브(Phil and Penny Knight Initiative for Brain Resilience) 소장인 Tony Wyss-Coray 박사는 "나는 이 연구가 다소 신비한 지역적 취약성을 설명하는 방법으로 보았다"고 말했습니다. 차이 신경과학 연구소.

연구자들은 7개 연령(3~27개월)에 걸쳐 59마리의 암컷과 수컷 쥐의 뇌 양쪽 반구의 15개 영역에서 1,076개의 샘플을 프로파일링했습니다. 그들은 뇌의 각 영역에서 발견된 세포에서 발현되는 상위 유전자를 식별하고 순위를 매겼습니다. 그들은 자주 발견되고 10개 이상의 지역에서 농도가 다른 82개의 유전자를 확인했습니다.

이번 연구 결과는 뇌 깊숙한 곳에서 발견되며 흰색 미엘린으로 보호되는 신경 섬유를 포함하는 백질이 12개월과 18개월 된 쥐의 유전자 발현에서 가장 빠르고 가장 두드러진 변화를 보였다는 것을 시사합니다.

보다 구체적으로, 저자들은 "공간적으로 정의된 규모의 변화를 나타내는 신경교 세포의 노화에 대한 뇌 전체의 유전자 특징"을 확인했다고 썼습니다. 공간 및 단일 핵 전사체학을 통합함으로써 그들은 신경교 노화가 "피질 영역에 비해 백질에서 특히 가속화되는 반면, 특수화된 신경 집단은 영역별 발현 변화를 보였다"는 것을 발견했습니다.

“백질의 유전자 발현 변화가 기억과 인지에 어떻게 영향을 미치는지 확실히 말할 수는 없습니다. 이를 위해서는 더 많은 유전자 조작과 신경생물학 연구가 필요할 것입니다.”라고 Wyss-Coray는 말했습니다. "그러나 우리는 백질이 서로 다른 뇌 영역을 함께 연결하는 배선이라는 것을 알고 있습니다."

과거 연구에 따르면 노화는 뇌의 안정적인 유전자 발현 패턴을 방해하여 염증과 면역 반응을 조절하는 유전자를 활성화시키고 단백질과 콜라겐 합성을 담당하는 유전자를 비활성화시키는 것으로 나타났습니다. 염증과 면역 반응은 뇌를 통해 신호를 전달하는 신경 주변의 절연층인 수초의 완전성에 영향을 미칩니다.

Wyss-Coray 연구실의 박사후 연구원이자 현재 수석 연구원인 Oliver Hahn 박사는 "백질은 노화 연구에서 다소 무시되는 영역으로, 일반적으로 피질이나 해마와 같은 뉴런이 밀집된 영역에 초점을 맞추고 있습니다."라고 말했습니다. Calico Life Sciences에서. "노화에 특히 취약한 영역으로 백질이 우리 데이터에서 나타나고 있다는 사실은 새롭고 흥미로운 가설을 열어줍니다."

연구 기간 동안 팀은 칼로리 제한과 어린 쥐의 혈장 주입이라는 두 가지 개입 방법을 조사하여 유전자 발현의 지역별 변화를 방지하는지 여부를 평가했습니다. 각 개입은 생쥐가 19개월이 되었을 때 시작되어 4주 동안 지속되었습니다.

연구자들은 칼로리 제한이 일주기 리듬과 관련된 유전자를 활성화시키는 반면, 혈장 개입은 줄기세포 분화 및 신경 성숙과 관련된 유전자를 활성화시켜 연령 관련 유전자 발현을 선택적으로 반전시키는 것을 발견했습니다.

Hahn은 “이 개입은 뇌의 매우 다른 영역에 작용하고 놀라울 정도로 다른 효과를 [유도]하는 것으로 나타났습니다.”라고 말했습니다. "이것은 노년기에 인지 능력을 향상시킬 수 있는 잠재력을 가진 뇌의 여러 영역과 경로가 있음을 시사합니다."