บทความอายุยืน

การล้างเซลล์ต้นกำเนิดสมองเก่าปูทางไปสู่เซลล์ประสาทใหม่

การล้างเซลล์ต้นกำเนิดสมองเก่าปูทางไปสู่เซลล์ประสาทใหม่

สมองของเราเสื่อมโทรมตามอายุ ส่วนหนึ่งเป็นเพราะเซลล์เสื่อมสภาพ ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ของการเติบโตและการหยุดทำซ้ำ แต่เซลล์สมองเซลล์ใดที่ปิดตัวลงสู่ความเงียบในวัยชราและขับไล่การรับรู้ที่เหี่ยวเฉาออกไปนั้นยังคงเป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้

ใหม่ วิจัย จากโรงพยาบาลเด็กป่วยในโตรอนโตแสดงให้เห็นว่าเซลล์ต้นกำเนิดระบบประสาท (NPCs) ซึ่งเป็นศูนย์กลางของเซลล์ที่สร้างเซลล์ประสาทใหม่ (neurogenesis) ได้ดีจนถึงวัยผู้ใหญ่ จะสะสมอยู่ในสมองตามอายุ เมื่อหนูเข้าสู่วัยกลางคน สัดส่วนสำคัญของ NPC จะกลายเป็นการแก่ชรา ดังนั้นจึงทำให้พวกมันไม่สามารถสร้างเซลล์ประสาทใหม่ได้ ขณะเดียวกันก็ส่งผลเสียต่อการสร้างระบบประสาทจากเพื่อนบ้านที่ไม่แก่ด้วย ตีพิมพ์ใน รายงานสเต็มเซลล์การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าการกำจัด NPC ที่แก่ชราเหล่านี้ทำให้เกิดการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ที่ใช้ NPC ที่ไม่รับรู้ และมีผลกระทบระยะยาวในหนูวัยกลางคน เช่น การปรับปรุงการทำงานของการรับรู้ เช่น ความจำและการเรียนรู้

“ผลลัพธ์ของเราให้การสนับสนุนเพิ่มเติมสำหรับแนวคิดที่ว่าการแก่ชราที่มากเกินไปเป็นปัจจัยผลักดันที่อยู่เบื้องหลังความชรา และแม้แต่การลดเซลล์เหล่านี้ในช่วงบั้นปลายชีวิตก็สามารถฟื้นฟูและฟื้นฟูการทำงานของกลุ่มเซลล์ต้นกำเนิดได้” พูดว่า ผู้เขียนอาวุโส David Kaplan จาก The Hospital for Sick Children (SickKids) ในโตรอนโต ประเทศแคนาดา "ยิ่งกว่านั้น พวกเขาระบุสเต็มเซลล์เป็นเป้าหมายของเซลล์ที่สำคัญ ซึ่งอาจอธิบายถึงผลกระทบที่แพร่หลายของเซลล์ชราต่อการลดลงของเนื้อเยื่อ"

สมองของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่โตเต็มวัยจะสร้างเซลล์ประสาทใหม่…จนกว่าจะไม่สร้างเซลล์ประสาท

สมองของมนุษย์ที่โตเต็มวัยประกอบด้วยเซลล์หลายพันล้านเซลล์ที่สร้างขึ้นจากรายชื่อเซลล์ประเภทต่างๆ ที่เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ หัวใจสำคัญของการกระจายความหลากหลายนี้คือก้านประสาทและเซลล์ต้นกำเนิดที่สร้างเซลล์ประสาทใหม่ เซลล์เหล่านี้ไม่เพียงแต่มีความสำคัญต่อการเจริญเติบโตของสมองในระหว่างการพัฒนาเท่านั้น แต่ยังมีความสำคัญต่อการดำรงการทำงานของการรับรู้หลายอย่างตลอดชีวิตอีกด้วย

Npc อาศัยอยู่ในสองส่วนหลักที่อยู่ลึกเข้าไปในสมองของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ฮิบโปแคมปัส และโพรงด้านข้าง npc ในฮิบโปแคมปัสสร้างเซลล์ประสาทที่จำเป็นสำหรับการสร้างความจำและการรวมตัว ในทางตรงกันข้าม npc ที่มีกระเป๋าหน้าท้องสร้างเซลล์ประสาทกระเปาะรับกลิ่นซึ่งมีส่วนช่วยในการแยกแยะกลิ่นและการเรียนรู้การดมกลิ่น

แต่ความสามารถของ npc ในการมีส่วนร่วมในการสร้างระบบประสาทดูเหมือนจะลดลงตามอายุ ตัวอย่างเช่น การสร้างระบบประสาทในฮิปโปแคมปัสจะลดลงอย่างรวดเร็วตามอายุ ควบคู่ไปกับการทำงานของสเต็มเซลล์ที่ลดลง และการทำงานของการรับรู้ที่ขึ้นอยู่กับฮิบโปแคมปัส เช่น การเรียนรู้และความจำลดลง แม้ว่ากลไกหลายอย่างจะมีส่วนเกี่ยวข้องกับการลดลงของการสร้างระบบประสาทตามอายุ แต่สาเหตุที่แท้จริงยังไม่ชัดเจน

เซลล์สารตั้งต้นของระบบประสาทแบบชราจะสะสมตามอายุ

เซลล์สารตั้งต้นของระบบประสาทแบบชราจะสะสมตามอายุ

ในการศึกษานี้ ดร. แคปแลนและเพื่อนร่วมงานของเขาแสดงให้เห็นว่าการแก่ชรามีผลกระทบที่แตกต่างกันสองประการต่อ npc ของฮิปโปแคมปัสในหนู ประการแรก การแพร่กระจายของ npc ลดลง ส่วนหนึ่งน่าจะเกิดจากการชราภาพที่เพิ่มขึ้น ประการที่สอง npc ที่ไม่มีวัยซึ่งยังคงอยู่ที่หนึ่งปีมีข้อบกพร่องในความสามารถในการทำซ้ำและสร้างเซลล์ประสาท นอกจากนี้ ด้วยการปิดกั้นการสร้างระบบประสาท npc ในวัยชราเหล่านี้ดูเหมือนจะขัดขวางการรับรู้ที่เกี่ยวข้องกับการเรียนรู้และความทรงจำ

“สเต็มเซลล์คงอยู่ได้ตลอดชีวิต และเช่นเดียวกับเรา ต้องเผชิญกับการทำลายล้างของความชรา ความเครียดจากสิ่งแวดล้อม และการเสื่อมสภาพของเครื่องจักรที่ช่วยให้เซลล์สามารถทำงานได้อย่างเหมาะสมที่สุด” Kaplan อธิบาย “เพื่อความอยู่รอด สเต็มเซลล์จำนวนมากกลับคืนสู่สภาวะอยู่เฉยๆ ไม่ตอบสนอง และไม่ใช้งาน เป้าหมายของเราคือการปลุกเซลล์ที่อยู่เฉยๆ เหล่านี้ให้ตื่น และในการทำเช่นนั้น ช่วยให้เซลล์เหล่านั้นทำหน้าที่ทางชีววิทยาที่เอื้อต่อการเรียนรู้ ความจำ และซ่อมแซมสมองได้”

แต่สิ่งที่นักวิจัยจากโตรอนโตพบคือเพื่อที่จะปลุก npc บางส่วนให้ตื่น พวกเขาต้องกำจัดพวกที่แก่ชราออกไป เมื่อทีมวิจัยจากโรงพยาบาลเด็กป่วยใช้ยาชื่อ abt-263 ซึ่งมุ่งเป้าไปที่เซลล์แก่เพื่อกำจัดโดยเฉพาะ พวกเขาสังเกตเห็นการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของการจำลองแบบ npc และการสร้างระบบประสาท ด้วยการใช้ abt-263 เพียงครั้งเดียว kaplan และเพื่อนร่วมงานก็สามารถกระตุ้นการเพิ่มจำนวน npc ได้หลังจากผ่านไป 5 วัน

การสร้างระบบประสาทอย่างรวดเร็วนี้มีผลกระทบระยะยาวกับหนูวัยกลางคน ซึ่งนำไปสู่การปรับปรุงการรับรู้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง หนึ่งเดือนหลังการรักษาด้วย abt-263 จำนวนเซลล์ประสาทฮิปโปแคมปัสที่เกิดในผู้ใหญ่เพิ่มขึ้น และความจำเชิงพื้นที่ที่ขึ้นกับฮิบโปแคมปัสก็เพิ่มขึ้น

“เมื่อเราปรับปรุงพื้นที่ใกล้เคียงโดยการกำจัดเซลล์ที่เป็นอันตรายในช่องเซลล์ต้นกำเนิด เราจะเริ่มระดมและปลุกเซลล์ต้นกำเนิดที่อยู่เฉยๆ ทำให้พวกมันสามารถสร้างเซลล์ประสาทใหม่สำหรับการเรียนรู้เชิงพื้นที่และความทรงจำ” Kaplan กล่าว “เราคิดว่าเซลล์ต้นกำเนิดจากวัยที่เรากำจัดออกไปนั้นมีส่วนรับผิดชอบในการปรับปรุงการทำงานของเซลล์ต้นกำเนิดที่ไม่ชราภาพตามปกติในช่องนั้น”

คำถามที่เหลืออยู่ก็คือว่าการลดจำนวนเซลล์ต้นกำเนิดจากวัยชราเพียงอย่างเดียวจะปรับปรุงการทำงานของเซลล์ต้นกำเนิดและการรับรู้ตามปกติหรือไม่ หรือหากการถอดเซลล์ต้นกำเนิดชนิดอื่นออกก็มีความสำคัญเช่นกัน แม้ว่าสภาวะเหล่านี้จะมีความเฉพาะเจาะจงมากขึ้นในการกำจัดเซลล์ต้นกำเนิดจากวัยชรา แต่มีแนวโน้มว่าการรักษาที่ลดปริมาณของเซลล์ต้นกำเนิดที่เป็นอันตรายทั้งหมดในสมองจะให้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด

อ้างอิง:

Fatt MP, Tran LM, Vetere G และคณะ การฟื้นฟูการทำงานของสารตั้งต้นของระบบประสาท hippocampal โดยการระเหยเซลล์ชราในช่องเซลล์ต้นกำเนิดที่แก่ชรา รายงานสเต็มเซลล์. 2021;S2213-6711(21)00649-4. ดอย:10.1016/j.stemcr.2021.12.010



โพสต์เก่ากว่า โพสต์ใหม่กว่า