محققان مؤسسه آلن یک ناحیه خاص در مغز موش‌ها را شناسایی کرده‌اند که در آن پیری باعث تغییرات چشمگیری در انواع مختلف سلول‌ها می‌شود. این مطالعه همچنین مشخص کرده است کدام نوع سلول‌ها بیشترین تغییرات را تجربه می‌کنند.
این اطلاعات جدید که در مجله Nature منتشر شده است، به روش‌های احتمالی برای کند کردن یا کنترل روند پیری در مغز اشاره می‌کند.
تمرکز بر سلول‌های گلیال
تحقیقات روی انواع مختلف سلول‌های گلیال – سلول‌های حمایتی مغز – متمرکز بود که نشان دادند با افزایش سن، فعالیت ژن‌هایشان به طرز قابل توجهی تغییر می‌کند. از جمله سلول‌هایی که بیشتر تحت تأثیر قرار گرفتند، می‌توان به میکروگلیا، ماکروفاژهای مرزی، الیگودندروسیت‌ها، تانیسیت‌ها و سلول‌های اپندیمال اشاره کرد.
مطالعه نشان داد که در مغزهای پیر، فعالیت ژن‌های مرتبط با التهاب افزایش یافته، در حالی که فعالیت ژن‌های مهم برای عملکرد نورون‌ها کاهش پیدا کرده است.
شناسایی «نقطه داغ پیری» در مغز
محققان متوجه شدند که این تغییرات در یک «نقطه داغ پیری» در هیپوتالاموس متمرکز است.
بزرگ‌ترین تغییرات در بیان ژن در انواع سلول‌هایی مشاهده شد که در نزدیکی بطن سوم هیپوتالاموس قرار داشتند.
این سلول‌ها شامل تانیسیت‌ها، سلول‌های اپندیمال و نورون‌هایی بودند که نقش مهمی در تنظیم دریافت غذا، تعادل انرژی، متابولیسم و نحوه استفاده بدن از مواد مغذی ایفا می‌کنند.
این یافته‌ها به ارتباطی میان رژیم غذایی، عوامل سبک زندگی، پیری مغز و تغییراتی که بر بروز اختلالات مغزی مرتبط با افزایش سن تأثیر می‌گذارند، اشاره دارند.
کاهش کارایی سلول‌ها با افزایش سن
دکتر کلی جین، نویسنده اصلی مطالعه و دانشمند مؤسسه آلن برای علوم مغز، اظهار داشت:
«فرضیه ما این است که این نوع سلول‌ها با افزایش سن کارایی کمتری در پردازش سیگنال‌های محیطی یا آنچه مصرف می‌کنیم پیدا می‌کنند.»
«این کاهش کارایی به نحوی در فرایند پیری در سایر قسمت‌های بدن تأثیر می‌گذارد. من فکر می‌کنم این موضوع شگفت‌انگیز است و اینکه ما توانسته‌ایم این تغییرات خاص را با روش‌هایی که استفاده می‌کنیم بیابیم، بسیار قابل توجه است.»
تحلیل میلیون‌ها سلول مغزی
برای این تحقیق، از روش‌های پیشرفته تعیین توالی RNA تک‌سلولی و نقشه‌برداری با وضوح بالا که از طریق پروژه The BRAIN Initiative® توسعه یافته بودند، استفاده شد.
تیم تحقیقاتی بیش از ۱.۲ میلیون سلول مغزی را از موش‌های ۲ ماهه (جوان) و ۱۸ ماهه (میانسال) بررسی کردند.
موش‌ها به دلیل داشتن ویژگی‌های ساختاری، عملکردی و ژنتیکی مشابه انسان، برای مطالعه تغییرات مغزی با گذشت زمان مناسب هستند.
دکتر ریچارد جی. هودز، مدیر مؤسسه ملی سالمندی NIH، گفت:
«پیری مهم‌ترین عامل خطر برای بیماری آلزایمر و بسیاری از اختلالات مغزی مخرب دیگر است. این نتایج نقشه‌ای دقیق ارائه می‌دهد که نشان می‌دهد کدام سلول‌های مغزی بیشتر تحت تأثیر پیری قرار می‌گیرند.»
اهداف احتمالی برای درمان‌های آینده
محققان دریافتند که در برخی از گروه‌های سلولی در هیپوتالاموس، ژن‌های مهم برای عملکرد نورون‌ها کاهش یافته و فعالیت ژن‌های مرتبط با التهاب افزایش پیدا کرده است.
آن‌ها معتقدند بررسی دقیق‌تر این «نقطه داغ» و سلول‌های مرتبط می‌تواند به مداخلات هدفمند منجر شود.
دکتر هونگ‌کوی زنگ، معاون اجرایی و مدیر مؤسسه آلن برای علوم مغز، افزود:
«ما می‌خواهیم ابزارهایی توسعه دهیم که بتوانند این سلول‌ها را هدف قرار دهند. اگر عملکرد این سلول‌ها را بهبود بخشیم، آیا می‌توانیم روند پیری را به تأخیر بیندازیم؟»
نقش عوامل سبک زندگی در پیری مغز
این داده‌ها پیوندهای قبلی میان پیری و تغییرات متابولیکی را تأیید می‌کنند و همچنین شواهدی را ارائه می‌دهند که نشان می‌دهد روزه‌داری متناوب یا یک رژیم غذایی متعادل ممکن است بر طول عمر تأثیر بگذارد.
اگرچه مطالعه الگوهای غذایی را مستقیماً آزمایش نکرد، اما بر اهمیت شناسایی سلول‌های مغزی که ممکن است «بازیکنان اصلی» در فرآیند پیری باشند، تأکید دارد.
دکتر جین گفت:
«این موضوع چیزی نیست که ما مستقیماً در این مطالعه آزمایش کرده باشیم. اما به نظر من، این یافته‌ها نشان می‌دهد کدام سلول‌ها ممکن است در این فرآیند دخیل باشند، که این مسئله اهمیت زیادی دارد زیرا ما اکنون می‌توانیم ابزارهایی برای هدف قرار دادن و بررسی بیشتر این سلول‌ها ایجاد کنیم.»
پیشگیری از کاهش سلامت مغز با افزایش سن
این مطالعه نقطه شروعی برای بررسی‌های عمیق‌تر در مورد چگونگی تأثیر رژیم غذایی، سبک زندگی یا داروها بر کاهش‌های مرتبط با سن در سلامت مغز فراهم می‌کند.
با ردیابی آسیب‌پذیرترین نوع سلول‌ها، محققان امیدوارند راهبردهایی – چه غذایی و چه دارویی – ارائه دهند که به حفظ عملکرد سالم مغز تا سنین پیری کمک کند.
دکتر زنگ گفت:
«اهمیت مطالعه ما در این است که ما بازیکنان کلیدی – بازیکنان واقعی – و زیرساخت‌های بیولوژیکی این فرآیند را پیدا کردیم.»
«برای کنار هم گذاشتن قطعات این پازل، باید بازیکنان درست را پیدا کنید. این مثالی زیبا از ضرورت مطالعه مغز و بدن در این سطح خاص از نوع سلول‌ها است.»
«در غیر این صورت، تغییراتی که در نوع خاصی از سلول‌ها رخ می‌دهند، ممکن است در میانگین‌گیری از انواع مختلف سلول‌ها از دید پنهان بمانند.»
با ادامه بررسی‌های علمی در مورد ارتباط این سلول‌های خاص با ناحیه هیپوتالاموس، این تحقیقات پایه‌ای برای توسعه روش‌های جدیدی فراهم می‌کند که هدف آن‌ها حفظ توانایی‌های شناختی و پیشگیری از بیماری‌های مرتبط با سن است.
