บทความอายุยืน

ความเป็นพิษที่เกี่ยวข้องกับอายุของเซลล์สมองคล้ายดาวทำให้การรับรู้ลดลง

ความเป็นพิษที่เกี่ยวข้องกับอายุของเซลล์สมองคล้ายดาวทำให้การรับรู้ลดลง

การรับรู้ลดลงเป็นลักษณะเฉพาะของผู้ป่วยที่มีความผิดปกติทางระบบประสาทที่เกี่ยวข้องกับอายุ เช่น โรคอัลไซเมอร์ และโรคสมองเสื่อมที่เกี่ยวข้อง และมะเร็งหลังการรักษาด้วยเคมีบำบัดหรือด้วยรังสี ความชราภาพของเซลล์ - ชะตากรรมของเซลล์ที่นำไปสู่การหยุดวงจรของเซลล์อย่างถาวร - เพิ่งกลายเป็นตัวขับเคลื่อนของโรคเหล่านี้และโรคอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับอายุ อย่างไรก็ตาม มีคำถามปลายเปิดมากมายเกี่ยวกับการชราภาพของเซลล์ส่งผลต่อโรคทางระบบประสาทเสื่อมอย่างไร

การเปลี่ยนแปลงที่นำไปสู่การชราภาพ

การชราภาพของเซลล์เป็นสภาวะที่วัฏจักรของเซลล์ปกติหยุดลงอย่างถาวร กระตุ้นให้เกิดการอักเสบ การผลิตโปรตีนที่ผิดปกติ และการเผาผลาญของเซลล์ที่ผิดปกติ ปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับอายุนี้มีจุดประสงค์ในการป้องกันตั้งแต่อายุยังน้อย เนื่องจากเซลล์บางส่วนถูก "ปิด" เพื่อป้องกันการเจริญเติบโตของเนื้อเยื่อผิดปกติที่อาจนำไปสู่มะเร็ง

เหตุการณ์ที่เกี่ยวข้องกับความเครียดหลายๆ เหตุการณ์สามารถผลักดันเซลล์ให้เข้าสู่สภาวะชราภาพได้ เหตุการณ์หนึ่งที่พบบ่อยคือความเสียหายต่อ dna ของเซลล์ ความเสียหายทางพันธุกรรมอาจเป็นผลมาจากการที่เทโลเมียร์สั้นลง เมื่อโครงสร้างป้องกันพิเศษที่ส่วนปลายของโครโมโซมได้รับความเสียหายและความยาวลดลง

ในกรณีอื่นๆ ความชราภาพอาจถูกกระตุ้นโดยการกระตุ้นการทำงานของยีนพิเศษที่เรียกว่ายีนก่อมะเร็ง ความผิดปกติในไมโตคอนเดรีย หรือที่เรียกกันทั่วไปว่าเป็นโรงไฟฟ้าของเซลล์ อาจทำให้เซลล์หยุดทำงานเช่นกัน แรงกดดันจากภายนอกอาจเอื้อต่อการชราภาพของเซลล์ การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวเป็นเรื่องปกติในเนื้อเยื่อสมองของผู้ป่วยที่ได้รับเคมีบำบัดหรือรังสีบำบัด

ปรากฏการณ์ของการชราภาพนี้ได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางในเซลล์จากเนื้อเยื่อต่างๆ ในร่างกาย แม้ว่าการศึกษาก่อนหน้านี้ได้แสดงให้เห็นถึงบทบาทสำคัญของการชราภาพของเซลล์ในการแก่ชราและโรคที่เกี่ยวข้องกับอายุหลายประการ รวมถึงโรคเกี่ยวกับความเสื่อมของระบบประสาท แต่ก็ยังไม่ชัดเจนว่ากระบวนการของเซลล์นี้ส่งผลต่อโครงสร้างในสมองอย่างไร 

ความชราภาพส่งผลต่อสมองอย่างไร?

ประเภทเซลล์ที่พบบ่อยที่สุดในสมองคือชนิดพิเศษที่เรียกว่าแอสโตรไซต์ เซลล์รูปดาวเหล่านี้มีบทบาทสำคัญในการอยู่รอดของเนื้อเยื่อประสาท เนื่องจากเป็นเซลล์ประสาทเพียงไม่กี่เซลล์ที่สามารถแพร่กระจายได้

การสื่อสารระหว่างเซลล์สู่เซลล์ทำได้ผ่านสารสื่อประสาท และการทำงานของสารสื่อประสาทขึ้นอยู่กับการทำงานที่เหมาะสมของแอสโตรไซต์เป็นอย่างมาก การศึกษาก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่าความผิดปกติของแอสโตรไซต์มีความเกี่ยวข้องกับโรคทางระบบประสาทหลายชนิด เช่น โรคอัลไซเมอร์ โรคฮันติงตัน และโรคพาร์กินสัน (1,2).

แอสโตรไซต์ที่เสื่อมสภาพได้รับการระบุในสมองของผู้ป่วยโรคอัลไซเมอร์ ซึ่งทำให้นักวิจัยศึกษาว่าเซลล์เหล่านี้ถูกผลักไปสู่ชะตากรรมที่ไม่ได้ใช้งานได้อย่างไร คำถามที่ใหญ่กว่านั้นอยู่ที่การทำความเข้าใจว่าความชราภาพอาจเปลี่ยนแปลงการทำงานของสมองอย่างไร และอาจก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่นำไปสู่ความเสื่อมถอยทางสติปัญญา การทำความเข้าใจขั้นตอนที่นำไปสู่สภาวะผิดปกตินี้อาจมีเป้าหมายในการรักษา

การสื่อสารระหว่างเซลล์สู่เซลล์ทำได้โดยผ่านสารสื่อประสาท และการทำงานของสารสื่อประสาทนั้นขึ้นอยู่กับการทำงานที่เหมาะสมของแอสโตรไซต์เป็นอย่างมาก

Astrocyte senescence เชื่อมโยงกับโรคทางระบบประสาท

ด้วยเหตุผลเหล่านี้ limbad และเพื่อนร่วมงานจาก buck institute for research on aging จึงเจาะลึกว่าแอสโตรไซต์ทำอะไรเมื่อพวกมันเข้าสู่วัยชรา เพื่อที่จะสามารถกำหนดเป้าหมายเพื่อป้องกันการเสื่อมถอยของการรับรู้ได้ พวกเขาตีพิมพ์ก การศึกษาล่าสุดในวารสาร กรุณาหนึ่ง การให้ ข้อมูลเชิงลึกบางประการว่าแอสโตรเจนต์ในวัยชราอาจส่งผลต่อสภาพแวดล้อมจุลภาคของสมองอย่างไร (3)

ผู้เขียนกระตุ้นให้เกิดการชราภาพโดยการเปิดเผยแอสโตรไซต์ด้วยรังสีเอกซ์และติดตามสิ่งที่เกิดขึ้นในเซลล์เหล่านี้ เมื่อการฉายรังสีทำให้แอสโตรไซต์แก่ลง เซลล์ต่างๆ ก็เริ่มหลั่งสารที่ก่อให้เกิดการอักเสบ ซึ่งสอดคล้องกับแนวคิดที่ว่าการอักเสบเรื้อรังในเนื้อเยื่อสมองเป็นก้าวแรกของโรคเกี่ยวกับความเสื่อมของระบบประสาท

นอกจากนี้ แอสโตรไซต์ที่ได้รับการรักษาด้วยรังสีเอกซ์ยังมีความสามารถในการผลิตสารสื่อประสาทลดลง ซึ่งเป็นสารเคมีที่ปล่อยออกมาที่ปลายเส้นใยประสาทเนื่องจากการมาถึงของแรงกระตุ้นเส้นประสาทที่ทำให้เกิดการถ่ายโอนแรงกระตุ้นไปยังเส้นใยประสาทอื่น เส้นใยกล้ามเนื้อหรือโครงสร้างอื่นๆ แอสโตรไซต์ที่มีสุขภาพดีมีคุณสมบัติในการปกป้องระบบประสาท แต่ในการทำงาน เซลล์เหล่านี้จำเป็นต้องสามารถผลิตและประมวลผลกลูตาเมตของสารสื่อประสาทได้อย่างเหมาะสม แต่เซลล์เหล่านี้มีกลูตาเมตในปริมาณที่เป็นพิษ ซึ่งฆ่าเซลล์ประสาทโดยนำไปสู่สภาวะที่เรียกว่าความเป็นพิษต่อร่างกาย (excitotoxicity)

ในภาวะเป็นพิษต่อระบบประสาท เซลล์ประสาทได้รับความเสียหายหรือเสียชีวิตเมื่อระดับของสารสื่อประสาทที่จำเป็นและปลอดภัย เช่น กลูตาเมต ซึ่งกระตุ้นการทำงานของเซลล์ประสาท กระตุ้นตัวรับมากเกินไป สิ่งนี้อาจทำให้เซลล์ที่เชื่อมต่ออยู่ไหม้หมดและทำลายสมองได้ ความเป็นพิษต่อกลูตาเมตเป็นสารตั้งต้นที่รู้จักกันดีของโรคทางระบบประสาทและโรคลมบ้าหมูหลายชนิด (4,5). ยาปัจจุบันที่ใช้รักษาโรคอัลไซเมอร์ เช่น riluzole และ ceftriaxone ขึ้นอยู่กับหลักการนี้

นักวิจัยยังระบุถึงการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่เกิดขึ้นในเซลล์ชราภาพซึ่งนำไปสู่การเสื่อมของระบบประสาท ยีน gja1 และ apoe ได้รับการควบคุมในแอสโตรเจนต์ที่แก่ชรา ยีนทั้งสองนี้เกี่ยวข้องกับโปรตีนและไขมันที่ผิดปกติที่พบในโรคอัลไซเมอร์ นักวิจัยคาดการณ์ว่าการกระตุ้นที่เพิ่มขึ้นของยีนทั้งสองนี้มีส่วนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมจุลภาคในสมองของผู้ป่วยอัลไซเมอร์

Senolytics อาจเป็นกุญแจสำคัญในการรักษาความเสื่อมของระบบประสาท

ผู้เขียนสรุปว่า “ผลลัพธ์ของเราชี้ให้เห็นถึงบทบาทสำคัญในการชราภาพของเซลล์ โดยเฉพาะในแอสโตรไซต์ … ซึ่งอาจนำไปสู่การเสื่อมของระบบประสาท รวมถึงโรคอัลไซเมอร์และภาวะสมองเสื่อมที่เกี่ยวข้อง” การค้นพบนี้มีความสำคัญเนื่องจากนักวิทยาศาสตร์ตระหนักดีว่าการชราภาพเป็นผลที่เกี่ยวข้องกับอายุ แต่จนถึงขณะนี้ ยังไม่มีการเชื่อมโยงโดยตรงกับผลกระทบของการชราภาพต่อความเสื่อมถอยของการรับรู้ผ่านความเสียหายที่เกิดขึ้นกับสมอง

เนื่องจากเซลล์ชราภาพมีส่วนทำให้เกิดพิษต่อร่างกาย ดังที่เห็นได้จากต้นกำเนิดของโรคความเสื่อมของระบบประสาทหลายชนิด การบำบัดทางเภสัชวิทยาแบบใหม่จึงสามารถมุ่งเน้นไปที่การกำจัดเซลล์เหล่านี้อย่างมีเป้าหมาย และเปิดประตูสู่กลยุทธ์การรักษาใหม่ๆ ตามแนวทางเหล่านี้ กลุ่มยาทดลองใหม่ที่มีชื่อว่า senolytics ได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อจุดประสงค์นี้โดยเฉพาะ ขณะนี้การศึกษาทางคลินิกเกี่ยวกับสารสลายเซโนไลติกกำลังอยู่ระหว่างการตรวจสอบประสิทธิภาพในการรักษาโรคเกี่ยวกับความเสื่อมของระบบประสาท เช่น โรคอัลไซเมอร์และพาร์กินสัน และอื่นๆ

อ้างอิง:

  1.     Bitto a, ขาย c, crowe e และอื่น ๆ การชราภาพที่เกิดจากความเครียดในแอสโตรไซต์ของมนุษย์และสัตว์ฟันแทะ ความละเอียดเซลล์ประสบการณ์. 2010;316(17):2961-2968. ดอย:10.1016/j.yexcr.2010.06.021
  2.     มารากาคิส นิวเจอร์ซีย์, รอธสไตน์ เจดี. กลไกของโรค: แอสโตรไซต์ในโรคระบบประสาทเสื่อม แนท คลิน ซ้อมนิวรอล- 2549;2(12):679-689. ดอย:10.1038/ncpneuro0355
  3.     ลิมบาด ซี, โอรอน tr, อาลิมิราห์ เอฟ, และคณะ การชราภาพของ astrocyte ส่งเสริมความเป็นพิษของกลูตาเมตในเซลล์ประสาทเยื่อหุ้มสมอง กรุณาหนึ่ง. 2020;15(1):e0227887. Published 2020 Jan 16. ดอย:10.1371/journal.pone.0227887
  4.     Caudle WM, Zhang J. Glutamate, ความเป็นพิษต่อสิ่งแวดล้อมและการตายของเซลล์ที่ตั้งโปรแกรมไว้ในโรคพาร์กินสัน เอ็กซ์พี เนโรล 2009;220(2):230-233. ดอย:10.1016/j.expneurol.2009.09.027
  5.     Seifert g, schilling k, steinhäuser c. ความผิดปกติของ astrocyte ในความผิดปกติทางระบบประสาท: มุมมองระดับโมเลกุล Nat Rev Neurosci. 2549;7(3):194-206. ดอย:10.1038/nrn1870


โพสต์เก่ากว่า โพสต์ใหม่กว่า