บทความอายุยืน

ยีนอายุยืนช่วยปกป้องเซลล์สมองจากความเครียด

ยีนอายุยืนช่วยปกป้องเซลล์สมองจากความเครียด
  • ยีน FOXO3 เกี่ยวข้องกับการมีอายุยืนยาวและมนุษย์ที่มีอายุเกิน 100 ปี 

  • การวิจัยใหม่พบว่า FOXO3 ปกป้องสเต็มเซลล์ของสมองจากความเสียหายที่เกิดจากความเครียด โดยรักษาความสามารถในการงอกใหม่ของสมอง 

บทความนี้ถูกโพสต์ในห้องข่าวการแพทย์ Weill Cornell:

ยีนที่เชื่อมโยงกับอายุขัยที่ยืนยาวผิดปกติในมนุษย์ช่วยปกป้องเซลล์ต้นกำเนิดจากสมองจากผลร้ายของความเครียด ตามการศึกษาใหม่โดยนักวิจัยของ Weill Cornell Medicine

การศึกษาในมนุษย์ที่มีอายุยืนยาวกว่า 100 ปี แสดงให้เห็นว่าหลายคนมียีนที่เรียกว่า Forkhead box Protein O3 (FOXO3) ในรูปแบบที่ผิดปกติ การค้นพบครั้งนั้นทำให้ดร. จีฮเย ไพค์ รองศาสตราจารย์ด้านพยาธิวิทยาและเวชศาสตร์ในห้องปฏิบัติการที่ Weill Cornell Medicine และเพื่อนร่วมงานของเธอได้ตรวจสอบว่ายีนนี้มีส่วนดีต่อสุขภาพสมองในช่วงสูงวัยได้อย่างไร

ในปี 2018 ดร. Paik และทีมงานของเธอแสดงให้เห็นว่าหนูที่ไม่มียีน FOXO3 ในสมองไม่สามารถรับมือกับสภาวะตึงเครียดในสมองได้ ซึ่งนำไปสู่การตายของเซลล์สมองที่เพิ่มมากขึ้น การศึกษาใหม่ของพวกเขาซึ่งตีพิมพ์เมื่อวันที่ 28 มกราคมใน Nature Communications เผยให้เห็นว่า FOXO3 รักษาความสามารถในการงอกใหม่ของสมองโดยการป้องกันไม่ให้เซลล์ต้นกำเนิดแบ่งตัวจนกว่าสภาพแวดล้อมจะสนับสนุนการอยู่รอดของเซลล์ใหม่

“สเต็มเซลล์ผลิตเซลล์สมองใหม่ ซึ่งจำเป็นสำหรับการเรียนรู้และความทรงจำตลอดชีวิตผู้ใหญ่ของเรา” ดร. Paik ซึ่งเป็นสมาชิกของศูนย์มะเร็ง Sandra และ Edward Meyer ที่ Weill Cornell Medicine กล่าว “หากสเต็มเซลล์แบ่งตัวโดยไม่มีการควบคุม พวกมันจะหมดลง ยีน FOXO3 ดูเหมือนจะทำหน้าที่ของมันโดยการหยุดไม่ให้สเต็มเซลล์แบ่งตัวจนกว่าความเครียดจะผ่านไป”

ความท้าทายหลายอย่าง เช่น การอักเสบ การฉายรังสี หรือการขาดสารอาหารที่เพียงพอ อาจทำให้สมองเครียดได้ แต่ดร. Paik และเพื่อนร่วมงานของเธอได้พิจารณาเป็นพิเศษว่าจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อสเต็มเซลล์ในสมองสัมผัสกับความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชั่น ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อออกซิเจนประเภทที่เป็นอันตรายสะสมอยู่ในร่างกาย

“เราได้เรียนรู้ว่าโปรตีน FOXO3 ถูกดัดแปลงโดยตรงจากความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชั่น” เธอกล่าว การปรับเปลี่ยนนี้จะส่งโปรตีนเข้าไปในนิวเคลียสของเซลล์ต้นกำเนิดซึ่งจะเปิดยีนที่ตอบสนองต่อความเครียด

ผลการตอบสนองต่อความเครียดส่งผลให้สารอาหารที่เรียกว่า s-adenosylmethionine (SAM) ลดลง สารอาหารนี้จำเป็นเพื่อช่วยให้โปรตีนที่เรียกว่าลามินสร้างเกราะป้องกันรอบๆ ดีเอ็นเอในนิวเคลียสของเซลล์ต้นกำเนิด

“หากไม่มี SAM แผ่นเคลือบจะไม่สามารถสร้างเกราะป้องกันที่แข็งแกร่งนี้ได้ และ DNA ก็เริ่มรั่วไหลออกมา” เธอกล่าว

เซลล์เข้าใจผิดว่า DNA นี้เกิดจากการติดเชื้อไวรัส ซึ่งกระตุ้นการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันที่เรียกว่าการตอบสนองของอินเตอร์เฟอรอนประเภท 1 ทำให้สเต็มเซลล์อยู่เฉยๆและหยุดสร้างเซลล์ประสาทใหม่

“การตอบสนองนี้ดีมากสำหรับสเต็มเซลล์จริงๆ เพราะสภาพแวดล้อมภายนอกไม่เหมาะสำหรับเซลล์ประสาทที่เกิดใหม่” ดร. Paik อธิบาย “หากเซลล์ใหม่ถูกสร้างขึ้นในสภาวะตึงเครียดเช่นนั้น เซลล์เหล่านั้นจะถูกฆ่า เป็นการดีกว่าที่สเต็มเซลล์จะอยู่เฉยๆ และรอจนกว่าความเครียดจะหายไปเพื่อสร้างเซลล์ประสาท”

การศึกษานี้อาจช่วยอธิบายได้ว่าทำไม FOXO3 บางเวอร์ชันจึงเชื่อมโยงกับชีวิตที่ยืนยาวและมีสุขภาพดีเป็นพิเศษ ซึ่งอาจช่วยให้ผู้คนสามารถเก็บสเต็มเซลล์ในสมองไว้ได้ นอกจากนี้ยังอาจช่วยอธิบายได้ด้วยว่าเหตุใดการออกกำลังกายเป็นประจำซึ่งช่วยเพิ่ม FOXO3 จึงช่วยรักษาความเฉียบแหลมของจิตใจ แต่ดร. Paik เตือนว่ายังเร็วเกินไปที่จะทราบว่าข้อมูลใหม่นี้สามารถนำมาใช้เพื่อสร้างการรักษาโรคทางสมองแบบใหม่ได้หรือไม่

“มันอาจเป็นดาบสองคมก็ได้” ดร. Paik อธิบาย “การเปิดใช้งาน FOXO3 มากเกินไปอาจเป็นอันตรายได้ เราไม่ต้องการให้สิ่งนี้เปิดอยู่ตลอดเวลา”

เพื่อให้เข้าใจกระบวนการที่เกี่ยวข้องได้ดีขึ้น เธอและเพื่อนร่วมงานจะศึกษาต่อไปว่า FOXO3 ได้รับการควบคุมอย่างไร และการเปิดหรือปิดสั้นๆ จะเป็นประโยชน์ต่อสุขภาพหรือไม่

การศึกษานี้ตีพิมพ์ใน การสื่อสารธรรมชาติ ในเดือนมกราคม 2564



โพสต์เก่ากว่า โพสต์ใหม่กว่า