Исследование частично финансировалось Национальным институтом здравоохранения.«Это может стать важным шагом на пути к помощи миллионам людей во всем мире, страдающим болезнью Альцгеймера и другими видами деменции», — сказала Дена Дубал, доктор медицины, доцент кафедры неврологии кафедры старения Дэвида А. Коултера. и нейродегенерация в Калифорнийском университете в Сан-Франциско (UCSF) и ведущий автор исследования, опубликованного в Cell Reports. «Если бы мы могли повысить способность мозга функционировать, мы могли бы бороться с деменцией».По мере того как люди живут дольше, влияние старения на мозг становится более серьезной проблемой для здоровья.
Это особенно верно в отношении деменции, совокупности заболеваний головного мозга, которые могут вызывать проблемы с памятью, нарушение языковых навыков и другие симптомы. В связи с тем, что число случаев деменции во всем мире, по оценкам, удваивается каждые 20 лет с 35,6 миллиона человек в 2010 году до 65,7 миллиона в 2030 году и 115,4 миллиона в 2050 году, потребность в лечении растет.Клото — имя греческой мифологической богини судьбы, «прядущей нити жизни». Люди, у которых есть одна копия варианта или формы гена KLOTHO, называемого KL-VS, как правило, живут дольше и имеют более низкие шансы перенести инсульт, тогда как люди, у которых есть две копии, могут жить короче и иметь более высокий риск развития инсульта.
Инсульт. В этом исследовании исследователи обнаружили, что люди, у которых была одна копия варианта KL-VS, лучше справлялись с набором когнитивных тестов, чем субъекты, у которых его не было, независимо от возраста, пола или наличия гена аполипопротеина 4, главный генетический фактор риска болезни Альцгеймера.«Это исследование показывает важность генов, которые регулируют множественные процессы старения, участвующие в поддержании когнитивной функции», — сказала Сузана Петанческа, доктор философии, программный директор отдела нейробиологии NIA. «Понимание факторов, которые контролируют уровни и активность KLOTHO во многих системах органов, может открыть новые терапевтические возможности для предотвращения возрастного когнитивного снижения и деменции».
Исследователи проверили различные когнитивные навыки, включая обучение, память и внимание. В рамках трех исследований было протестировано более 700 человек в возрасте от 52 до 85 лет. Ни у кого не было признаков слабоумия. В соответствии с предыдущими исследованиями, от 20 до 25 процентов испытуемых имели одну копию варианта KL-VS и лучше справились с тестами, чем те, у кого не было копий.
Результативность тестов снижалась с возрастом независимо от того, имел ли субъект одну копию варианта гена KL-VS или нет.Ген KLOTHO обеспечивает основу для белка, вырабатываемого в основном клетками почек, плаценты, тонкой кишки и простаты. Укороченная версия белка может циркулировать по кровеносной системе.
Анализы крови показали, что у субъектов, у которых была одна копия варианта KL-VS, также были более высокие уровни циркулирующего белка klotho. Уровни снижались с возрастом, как наблюдали другие.
Исследователи предполагают, что возрастное снижение циркулирующих уровней белка клото могло вызвать некоторое снижение производительности при когнитивных тестах.«Эти удивительные результаты открывают многообещающее новое направление исследований», — сказал Родерик Корриво, доктор философии, директор программы Национального института неврологических расстройств и инсульта (NINDS) NIH. «Хотя предварительные, они предполагают, что форма клото может быть использована для улучшения познания людей, страдающих деменцией».Чтобы проверить эту идею, исследователи с помощью генной инженерии создали мышей с избыточным производством белка клото. Мыши с усилением клото жили дольше и имели более высокий уровень клото в крови и в области мозга, известной как гиппокамп, которая контролирует некоторые типы обучения и памяти.
Как и в исследованиях на людях, мыши с усиленным клото лучше справлялись с различными тестами на обучение и память, независимо от возраста. В одном тесте мыши лучше запомнили местоположение скрытой цели в лабиринте, что позволило им находить ее в два раза быстрее, чем контрольные мыши.Считается, что обучение укрепляет связь между нервными клетками мозга в структурах, называемых синапсами.
В гиппокампе многие синапсы для связи используют химическое вещество, называемое глутаматом. Электрические записи показали, что klotho увеличивает вероятность того, что эти синапсы будут укрепляться во время обучения и памяти.
Рецепторы NMDA контролируют связь во многих глутаматных синапсах. Субъединицы GluN2B являются компонентами некоторых рецепторов NMDA. Предыдущие исследования показали, что присутствие GluN2B в синапсах связано с изменениями синаптической силы, обучения и памяти.
В этом исследовании исследователи обнаружили, что в синапсах мозга мышей с усиленной клото-функцией было больше субъединиц GluN2B, чем у контрольных мышей. Лечение мышей клото препаратом, избирательно блокирующим GluN2B-содержащие рецепторы NMDA, снижает их способность выполнять тесты на обучение и память. Результаты предполагают, что увеличение присутствия GluN2B-содержащих рецепторов NMDA может быть одним из способов, с помощью которых klotho может улучшить когнитивные навыки.«В целом наши результаты показывают, что клото может увеличить когнитивный резерв или способность мозга выполнять повседневные интеллектуальные задачи», — сказал старший автор Леннарт Маке, доктор медицины, директор Института неврологических заболеваний Гладстона, Сан-Франциско, Калифорния, и Джозефа Б. Мартина.
Заслуженный профессор неврологии и профессор неврологии UCSF.Эта работа была поддержана грантами NINDS (NS065780), NIA (AG022074, AG034531, AG00001, AG18440, AG010435, AG019712, AG23501, AG19724, AG032289, AG025831, AG15819, AG17917R), N65008R (R189R) подарки от С. Фонды Bechtel Jr. и Coulter-Weeks; награды Фонда MetLife и Американской федерации исследований старения.