Интересное
Главная / Новости / Кишечные бактерии старых мышей заставили делиться нейроны молодых

Кишечные бактерии старых мышей заставили делиться нейроны молодых

Кишечные бактерии старых мышей заставили делиться нейроны молодых

Ученые пересадили бактерии от старых мышей молодым и обнаружили, что клетки в их кишечнике и мозге стали делиться активнее. Это опровергает существующие представления о том, что микробиота в старом организме только усугубляет старение и нарушение физиологических функций. Ответственным за стимуляцию стволовых клеток исследователи назначили бутират — короткоцепочечную жирную кислоту. Сам по себе он тоже вызвал у мышей аналогичные эффекты. Работа опубликована в журнале Science Translational Medicine.

С возрастом в организме изменяется не только работа собственных клеток, но и состав кишечного микробиома. До сих пор не ясно, чем это вызвано — возможно, сменой рациона или изменения в работе кишечника — но так или иначе доминирующие кланы бактерий теряют свои позиции. На смену приходят оппортунистические виды — те, кто не смог бы составить им конкуренцию в молодом организме.

Человек и его микробы всю жизнь проводят бок о бок, поэтому сложно сказать, кто из них начинает стареть первым и вызывает старение другого. Чтобы как-то в этом разобраться, ученые пробуют пересаживать кишечные бактерии между животными разного возраста и посмотреть на результат. В предыдущих экспериментах уже удалось выяснить, что трансплантация от молодых доноров старым позволяет продлить жизнь реципиенту. Это справедливо по меньшей мере для короткоживущих рыбок и преждевременно стареющих мышей.

Группа ученых из Сингапура, Китая, Австралии и Великобритании под руководством Свена Петерсона (Sven Pettersson) из Каролинского института в Стокгольме проводила обратный эксперимент — исследователи пересаживали микробиом от пожилых мышей молодым. Донорами стали здоровые 24-месячные животные (срок жизни лабораторной мыши — 2-3 года), а получателями — 2-3 месячные безмикробные мыши. В качестве контроля безмикробным мышам трансплантировали бактерии от обычных молодых мышей.

Обмен микробами состоял из двух фаз: фекальной трансплантации и совместной жизни в клетках — чтобы кожные бактерии тоже смогли колонизировать молодых реципиентов. Затем ученые взяли образцы микробиоты и подтвердили, что у молодых мышей она стала похожа на старых, то есть пересадка удалась.

Известно, что с возрастом запасы стволовых клеток в организме истощаются, а уцелевшие делятся реже, чем в молодости. Поэтому исследователи проверили, что происходит в гиппокампе мышей-реципиентов. Это одна из немногих областей в мозге, где у взрослых мышей продолжается нейрогенез — деление клеток нервной ткани. Ученые обнаружили, что после пересадки старых микробов размножающихся клеток в мозге стало больше примерно на четверть, и это эффект сохранялся в течение нескольких месяцев.

Чтобы подтвердить свое наблюдение, авторы работы обратили внимание на кишечник мышей. После пересадки в нем появилось больше ворсинок, и сами они стали длиннее. Количество делящихся клеток тоже выросло.

Исследователи предположили, что микробы как-то влияют на обмен веществ в организме — это могло бы объяснить воздействие на столь удаленные друг от друга органы, как кишечник и мозг. Поэтому они подсчитали уровень экспрессии разных генов в печени, главном ответственном за обмен веществ. Оказалось, что под действием «старых» микробов в клетках печени стали активнее работать гены, которые связаны с ответом на стресс — при том что с возрастом клетки на стресс реагируют, как правило, все хуже. Кроме того, выросла экспрессия генов, связанных с долголетием, например сиртуинов, и снизилась экспрессия mTOR — белка, который, наоборот, ускоряет старение.

Ученые предположили, что в основе влияния микробов лежит какой-то метаболит, который мог бы проходить через гематоэнцефалический барьер. Когда они собрали метагеном кишечных бактерий у старых мышей, то обнаружили, что среди них довольно много производителей бутирата. Это короткоцепочечная жирная кислота, которая подкармливает клетки кишечника, всасывается в кровь и действует на разные другие органы, в том числе улучшает когнитивные способности животных и способствует обучению.

Когда ученые подкормили молодых безмикробных мышей бутиратом, то обнаружили те же эффекты, что и после пересадки бактерий — те же изменения в экспрессии генов в печени и рост делящихся клеток в гиппокампе.

Животные, от которых пересаживали бактерии, были пожилыми, но здоровыми. Это может означать, что в некотором роде они аналогичны людям-долгожителям. В то же время, давно известно, что у людей, которые доживают до определенного возраста, в кишечнике накапливаются «полезные» оппортунистические бактерии, которые не нарушают работу организма, а помогают ей перестроиться на другой режим. Вероятно, примерно таким же образом действуют и бактерии из кишечника мышей, а бутират — их основной инструмент влияния.

До сих пор считалось, что только пересадка бактерий или переливание крови от молодых животных может оказывать благоприятный эффект на организм, в том числе — запускать деление клеток в гиппокампе. Но в этом эксперименте микробная трансплантация от молодых мышей старым не повысила уровень бутирата в крови и не заставила клетки делиться.

Что характерно, в этом эксперименте ученые обнаружили, что в клетках печени растет экспрессия фактора роста FGF21, а в клетках гиппокампа — рецептора к нему β-klotho. Недавно мы рассказывали о том, как генная терапия с помощью именно этих генов спасла мышей сразу от нескольких возрастных болезней.

Полина Лосева

https://nplus1.ru/

Источник

x

Посмотрите так же

Разгрузочный день на твороге

Разгрузочные дни позволяют контролировать вес. Существует масса способов «почистить» организм от лишнего ...