Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 302: эндотелий сосудов мозга и омоложение
Исследователи из Стэнфордского университета сделали небольшой шаг вперед в направлении лечения дегенеративных заболеваний и старения мозга — ученые восстановили эндотелий сосудов мозга старых мышей при помощи генной терапии. Статья опубликована в Nature.
Схема гликокаликса и ГЭБ, молекулы протеогликанов и гликопротеинов, а также гликопротеина с муциновым доменом
Гелеподобный слой гликокаликса эндотелия расположен между кровью и стенкой сосуда и является ключевым компонентом гематоэнцефалического барьера (ГЭБ). При нарушениях в барьере вредные токсические и воспалительные циркулирующие факторы из крови легко проникают в мозг через стенки сосудов. Это – один из многих признаком старения мозга и фактор риска развития нейродегенеративных заболеваний.
Электронная микроскопия сечения капилляра мозга молодой (3 месяца) и старой (21 месяц) мыши
Ученые пришли к выводу, что при старении и нейродегенеративных заболеваниях происходят нарушения в гликопротеинах (молекулах, в которых пептидная часть связана с олигосахаридами) с муциновым доменом. В старых эндотелиальных клетках мозга по сравнению с молодыми эндотелиальными клетками мозга выявили заметное увеличение экспрессии гепарансульфата и уменьшение биосинтеза O-гликанов муцина.
Исследователям удалось восстановить толщину гликокаликса с помощью аденоассоциированных вирусов, которые использовали для доставки генов C1GALT1 и B3GNT3 в эндотелиальные клетки мозга пожилых мышей. Через 8 недель после инъекции у мышей значительно увеличилась толщина слизистой оболочки сосудов, улучшилась целостность ГЭБ и уменьшилось воспаление.
Для оценки когнитивных изменений ученые сравнили решение подопытными задач на память и обучение до и после инъекции. Мыши проходили тесты с Y-лабиринтом и на условно-рефлекторное замирание. При этом, мыши с инъекцией B3GNT3 продемонстрировали значительное улучшение пространственной памяти, гиппокамп-зависимого обучения и памяти.
Особое внимание привлекло и то, что эпигенетические изменения у мышей после инъекции стали происходить в обратном направлении от старения, что позволяет предположить, что повышенная экспрессия B3GNT3 (трансмембранного белка, который участвует в производстве муцина) в эндотелии мозга способствует клеточным изменениям в сторону омоложения. Однако доставленные гены, вероятно, влияют на широкий спектр белков и гликановых структур. Понимание молекулярных путей, на которые они влияют, по мнению авторов исследования, будет иметь решающее значение для понимания старения и омоложения мозга.
Текст: Анастасия Улаханова
Shi, S.M., Suh, R.J., Shon, D.J. et al. Glycocalyx dysregulation impairs blood–brain barrier in ageing and disease. Nature 639, 985–994 (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-08589-9