Белок из плазмы пуповинной крови возвращает нейронам старого мозга юношескую пластичность.

Многие наверняка помнят историю про омолаживающую кровь: в первой половине 2000-х исследователи из Стэнфорда обнаружили, что если кровь молодых крыс прокачать через организм старых, то старые в буквальном смысле станут моложе – из их мышц и печени уйдут молекулярные признаки старения, а мышечные стволовые клетки начнут активнее делиться, восстанавливая возрастные клеточные потери.

Срез через мышиный гиппокамп с модифицированными нейронами, светящимися флуоресцентным зелёным белком. (Фото ZEISS Microscopy / Flickr.com.)

Нейрон гиппокампа (одного из основных центров памяти): зеленым окрашены дендриты, красные точки – дендритные шипики, места потенциальный межнейронных контактов, синим окрашено телок клетки. (Фото: Shelley Halpain / UC San Diego.)

Феномен стали активно изучать, стараясь найти в крови «фактор молодости», то есть молекулу или группу молекул, которые бы и производили все эти замечательные изменения. «Молекулу молодости» вроде даже нашли, но потом оказалось, что с ней все непросто: в разных экспериментах она вела себя по-разному, то стимулируя регенерацию мышц, то, наоборот, подавляя ее.

Наконец, в конце прошлого года авторы самой первой статьи про омолаживающую кровь решили перепроверить собственные результаты десятилетней давности – и обнаружили нечто противоположное: старые мыши нисколько не молодели от притока свежей крови, но зато молодые мыши заметно старели, если получали кровь пожилых собратьев. Теперь выходило так, что старение начинается не из-за того, что из крови – то есть из организма – исчезают некие вещества, поддерживающие регенерацию тканей, а потому, что со временем в организме накапливаются «молекулы старости», которые подавляют рост и развитие стволовых клеток, плохо влияют на функционирование органов и т. д.

Однако идея молекулярного «молодильного яблока» не исчезла – и вот сейчас в Nature выходит статья, в которой говорится, что на роль молекулы молодости может претендовать белок TIMP2, или тканевой ингибитор металлопротеиназы 2 (это значит, что TIMP2 мешает работать целой группе ферментов металлопротеиназ, которые занимаются тем, что с помощью ионов металлов расщепляют другие белки). Тони Вейсс-Корай (Tony Wyss-Coray) из Медицинской школы Стэнфорда и его коллеги опирались на собственные более ранние исследования, в которых плазма крови, взятая у молодых мышей, улучшала когнитивные способности старых животных.

Новые эксперименты ставили уже с человеческой кровью: ее брали из пуповины, а также у молодых и у пожилых людей, и плазму из крови вводили старым мышам, которые уже плохо соображали. (В опытах использовали мышей с ослабленным иммунитетом, чтобы избежать слишком бурного конфликта мышиной иммунной системы с человеческими белками.) Лишь плазма из пуповинной крови дала значительный омолаживающий эффект: в клетках гиппокампа, одного из главных центров памяти, активировались гены, связанные с памятью и нейронной пластичностью (то есть те, от которых зависела способность нейронов формировать новые нейронные цепочки и выходить из старых цепочек, ставших ненужными). Как следствие, у животных улучшилась память и они быстрее обучались новым вещам.

Теперь оставалось найти молекулу, от которой зависел «нейронно-омолаживающий» эффект. Сравнение плазмы из пуповинной крови с плазмой из обычной показало, что «молодильное яблочко» – это, скорее всего, вышеупомянутый TIMP2. Его к тому же было много в крови молодых мышей, а с возрастом его уровень уменьшался как в крови, так и в гиппокампе. (Дело тут, конечно, не в самой пуповине, а в том, что кровь, питающая эмбрион, выполняет особые функции – она не только питает его, но и разносит по организму разные сигнальные вещества, которые помогают формироваться тканям и органам и с помощью которых организм матери общается с организмом ребенка.)

Когда очищенный TIMP2, помеченный радиоактивной меткой, вводили старым мышам, то он быстро обнаруживался в мозге, к нейронам гиппокампа возвращалась синаптическая пластичность, а у самих животных заметно улучшались когнитивные функции. Напротив, если у молодых мышей этот белок отключали, то память у них ухудшалась – например, они уже не могли так же хорошо, как раньше, выполнять тесты на ориентацию в пространстве.

Наконец, когда мышам вводили плазму пуповинной крови, из которой предварительно удалили весь TIMP2, то такая плазма никакого омолаживающего действия на мозг не производила. То есть все указывает только на TIMP2, хотя, по словам авторов работы, они попробуют найти в плазме и другие молекулы, которые могли бы действовать в таком же духе. Говорить о практической медицине здесь пока рано, однако хотелось бы надеяться, что эксперименты с новой «молодильной молекулой» в скором времени дойдут до клинических испытаний.