Truyền dịch não tủy (CSF) ép não trẻ lại phục hồi ký ức của chuột già

Khái niệm chuyển chất lỏng từ một cá nhân trẻ để trẻ hóa một người lớn tuổi nghe có vẻ mờ nhạt, nhưng đó là một cách tiếp cận đã được đưa ra trong các nghiên cứu lặp đi lặp lại. Murine heterochronic parabiosis, đó là một cách ưa thích để nói "khâu một con chuột trẻ vào một con chuột già để hệ thống tuần hoàn của chúng trở nên kết nối" trước đây đã được chứng minh là khôi phục chức năng trẻ trung cho não già. Tương tự như vậy, việc chuyển plasma của một con chuột trẻ hơn vào một con chuột già hơn cũng xuất hiện để cải thiện chức năng bộ nhớ.

CSF là một chất lỏng cơ thể đặc biệt liên quan đến vấn đề lão hóa não. "Nước ép não" này được phân phối giữa các khu vực rỗng trong não, chẳng hạn như tâm thất và không gian dưới nhện. Nó là một dạng huyết tương, giống như chảy qua máu của chúng ta. Tuy nhiên, CSF là một plasma siêu lọc được tiết ra bởi đám rối choroid, một mối liên hệ của mao mạch và tế bào hoạt động như một rào cản giữa não và nguồn cung cấp máu. Trong não người, tổng thể tích 150 ml của CSF được bổ sung 4-5 lần một ngày.

Trong nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu, bao gồm tác giả đầu tiên và nhà nghiên cứu sau tiến sĩ Tiến sĩ Tal Iram, đã điều tra cách CSF trẻ thay đổi não và nhận thức của động vật già. Để làm như vậy, họ từ từ truyền CSF trực tiếp vào tâm thất bên phải của chuột già bằng cách sử dụng máy bơm dưới da, Iram nói với Technology Networks. Nhóm nghiên cứu sau đó đã kiểm tra ảnh hưởng của CSF truyền vào hiệu suất của chuột trong các bài kiểm tra trí nhớ và học tập phụ thuộc vào vùng đồi thị. Chuột truyền CSF trẻ hoạt động tốt hơn đáng kể so với những con được tiêm CSF nhân tạo.

Iram và các đồng nghiệp sau đó đào sâu vào dữ liệu di truyền của chuột để xác định những thay đổi phân tử tiềm năng có thể kích thích sự cải thiện này đối với trí nhớ. "Khi chúng tôi xem xét sâu hơn về những thay đổi gen xảy ra ở vùng hippocampus (một khu vực liên quan đến trí nhớ và suy giảm nhận thức liên quan đến lão hóa), chúng tôi đã tìm thấy, trước sự ngạc nhiên của chúng tôi, một dấu hiệu mạnh mẽ của các gen thuộc về oligodendrocytes" Iram nói.

Vai trò bất ngờ đối với các tế bào vỏ bọc

Oligodendrocytes là các tế bào thực hiện chức năng chuyên biệt trong não; chúng tạo ra myelin, một vỏ bọc bao quanh các tế bào thần kinh, cung cấp cả lớp phủ bảo vệ và dẫn điện giúp tín hiệu tế bào thần kinh nhanh có thể. Các nghiên cứu trước đây về truyền dịch từ trẻ đến già và parabiosis đã xem xét những thay đổi hệ thống này ảnh hưởng đến sự hình thành thần kinh như thế nào, việc tạo ra các tế bào thần kinh mới từ quần thể tế bào gốc. Tuy nhiên, các tế bào gốc thần kinh có mặt trong não già, nhưng với số lượng rất hạn chế. Một số nhà khoa học nghi ngờ rằng ở người, sự hình thành thần kinh trưởng thành có thể không xảy ra ở não trưởng thành, mặc dù chủ đề này vẫn tiếp tục được tranh luận.

Iram giải thích rằng dữ liệu của họ thay vào đó khiến họ tập trung vào sự hình thành các tế bào oligodendrocytes từ một quần thể tiền thân được gọi là OPC. "Oligodendrocytes là duy nhất," Iram giải thích, "bởi vì tổ tiên của chúng vẫn còn hiện diện với số lượng lớn trong não già, nhưng chúng rất chậm trong việc phản ứng với các tín hiệu thúc đẩy sự khác biệt của chúng. Chúng tôi thấy rằng khi chúng tiếp xúc lại với CSF trẻ, chúng sinh sôi nảy nở và sản xuất nhiều myelin hơn ở vùng hippocampus. Nhóm nghiên cứu lưu ý rằng OPC ở cả vùng hippocampi và in vitro của chuột già cho thấy sự tăng sinh và khác biệt ở oligodendrocytes trưởng thành.

Nhóm nghiên cứu đã đào sâu hơn vào các quá trình tế bào xảy ra sau khi truyền CSF, xác định yếu tố đáp ứng huyết thanh (SRF) là một trung gian chính của sự lây lan kết quả của OPC. SRF là một loại protein được gọi là yếu tố phiên mã. Chúng kiểm soát tốc độ phiên mã gen. Trong OPCs, SRF dường như giúp tu sửa cấu trúc của tế bào. Khép lại vòng lặp, nhóm nghiên cứu đã chỉ ra rằng một phân tử được tìm thấy trong CSF được gọi là yếu tố tăng trưởng nguyên bào sợi 17 (Fgf17) là một yếu tố gây ra những thay đổi mạnh mẽ qua trung gian SRF đối với OPC.

Ghim xuống một cơ chế

Có thể FGf17 là tất cả những gì cần thiết để tăng cường trí nhớ tuổi già? Nhóm nghiên cứu đã chỉ ra rằng những con chuột được tiêm phân tử này một mình cũng có OPC với tỷ lệ proligeration cao hơn và cải thiện bộ nhớ bắt chước một phần tác dụng của toàn bộ CSF. Đổi lại, việc ngăn chặn Fgf17 ở những con chuột non làm suy giảm trí nhớ của chúng.

Nhóm nghiên cứu thừa nhận có rất nhiều nghiên cứu cần được thực hiện để tìm ra con đường tăng cường trí nhớ tiềm năng này hoạt động như thế nào và liệu nó có liên quan đến con người hay không. Fgf17 đóng vai trò quan trọng trong não đang phát triển nhưng được nghiên cứu kém trong hệ thần kinh trưởng thành. Kích thước nhỏ của nghiên cứu là một cân nhắc khác - chỉ có chín con chuột được truyền CSF trẻ. Nhưng kỹ thuật cơ bản được sử dụng để nhắm mục tiêu chất lỏng liên quan mật thiết nhất đến não là một kỹ thuật có thể được sử dụng ở người, Iram nói: "Loại quản lý thuốc này ở người có thể được thực hiện với một máy bơm nội bộ hoặc ống thông và được sử dụng trong phòng khám cho một số loại thuốc."

Cho rằng các rào cản bổ sung bảo vệ não vượt ra ngoài đám rối choroid, lối vào của một loại thuốc vào CSF không nhất thiết có nghĩa là nó sẽ truy cập vào não, Iram kết luận, "Chúng tôi tin rằng cần nhiều nghiên cứu hơn để xác định những gì điều chỉnh chuyển protein từ CSF đến não và làm thế nào nó có thể được thao tác để tăng vận chuyển ma túy vào não."

Reference: Iram T, Kern F, Kaur A et al. Young CSF restores oligodendrogenesis and memory in aged mice via Fgf17. Nature. 2022. doi: 10.1038/s41586-022-04722-0