دراسة: فقدان جين رئيسي قد يؤدي إلى الشيخوخة المبكرة في الدماغ

غالبًا ما يُصاحب التقدم في السن تراجع تدريجي في القدرة على تعلم أشياء جديدة وحفظ الذكريات، ترتبط هذه الظاهرة، التي غالبًا ما تُصاحب كبار السن، بتدهور قدرة الدماغ على توليد خلايا عصبية جديدة.

هذه العملية تحدث بشكل رئيسي في الحُصين، مع انقسام الخلايا الجذعية العصبية ونضجها.

تشير الأبحاث الحديثة إلى أن هذا التدهور يبدأ في وقت مبكر من الحياة مما كان يُعتقد سابقًا، ومن المحتمل أن يبدأ في مرحلة البلوغ المبكرة.

في حين ثبت أن التدهور العام في وظائف الدماغ يرتبط بتناقص الخلايا الجذعية العصبية، إلا أن التغيرات الجزيئية الكامنة الدقيقة وتسلسلها الزمني لا يزالان غير واضحين.

تلعب التغيرات فوق الجينية - وهي تعديلات تؤثر على التعبير الجيني دون تغيير تسلسل الحمض النووي - دورًا حاسمًا في شيخوخة الخلايا، إلا أن تأثيرها على الخلايا الجذعية العصبية لا يزال مجهولًا.

في هذا السياق، شرع فريق بحثي في الكشف عن عمليات الشيخوخة المبكرة في الخلايا الجذعية العصبية.

وقد نشرت دراستهم في مجلة EMBO.

تفاصيل الدراسة

استخدم الباحثون تقنيات تسلسل الخلايا المفردة لتحليل التعبير الجيني في الخلايا الجذعية العصبية والخلايا العصبية المُولّدة حديثًا عبر مراحل عمرية مختلفة لدى الفئران.

مكّنهم ذلك من رسم خريطة للتغيرات الجزيئية الرئيسية التي تمر بها الخلايا الجذعية العصبية منذ الولادة وحتى بداية مرحلة البلوغ، بالإضافة إلى التغيرات المقابلة في قدرتها على إنتاج خلايا عصبية جديدة.

تم ربط أحد الاكتشافات الرئيسية بجين يسمى Setd8، والذي يتحكم في إضافة علامة كيميائية (جزيء) على بروتينات تغليف الحمض النووي تسمى الهستونات.

وجد الباحثون أن جين Setd8 أظهر انخفاضًا ملحوظًا في التعبير الجيني مع تقدم الدماغ في السن، وفي المقابل، ارتبط هذا الانخفاض في مستويات Setd8 ارتباطًا مباشرًا بضعف نشاط الخلايا الجذعية العصبية وتكاثرها، بالإضافة إلى مشاكل ملحوظة في الذاكرة لدى الفئران.

وأظهر الفريق أيضًا أن خفض مستويات Setd8 بشكل مصطنع يحاكي التوقيعات الجزيئية المختلفة لخلايا NSCs المتقدمة في السن، مما يشير إلى أنها قد تكون علامة حيوية حاسمة للشيخوخة المبكرة.

بشكل عام، تسلط النتائج الضوء على الدور غير المعروف لـ Setd8 في شيخوخة الخلايا الجذعية العصبية، وهو ما له آثار قوية من وجهة نظر طبية حيوية.

يقول الباحثون: "إن فهم كيفية تأثير Setd8 على شيخوخة الخلايا الجذعية العصبية يفتح المجال أمام تطوير علاجات جديدة لإبطاء أو عكس شيخوخة الدماغ المبكرة، قد يساعد هذا في الحفاظ على الذاكرة والقدرة على التعلم، وقد يؤدي إلى تطوير علاجات مستقبلية لأمراض مرتبطة بالعمر مثل مرض الزهايمر".

وأضافوا: "يتماشى هذا مع أبحاث مختبرنا حول تقنيات إعادة برمجة الخلايا، والتي افترضنا أنها قد تجعل من الممكن تجديد الخلايا المتقدمة في السن والتي تراجعت وظائفها".