پروتئینی که میتواند مغز را از پیر شدن بازدارد
دانشمندان پروتئینی را شناسایی کردهاند که میتواند توان بازسازی سلولهای بنیادی عصبی را حفظ کند؛ کشفی که شاید در آینده به مقابله با افت حافظه و یادگیری ناشی از پیری کمک کند.
پیری همواره بخشی اجتنابناپذیر از زندگی انسان بوده است، اما اکنون دانشمندان امیدوارند که با شناخت دقیقتر سازوکارهای سلولی آن، بتوانند دستکم بخشی از پیامدهایش را معکوس کنند. یکی از مهمترین این سازوکارها، کاهش تدریجی سلولهای بنیادی عصبی (Neural Stem Cells) در مغز است. این کاهش خبر بدی از نظر زیستی به شمار میرود، زیرا افت تولید نورونها (Neurons) میتواند تأثیرات عمیقی بر یادگیری و حافظه بگذارد.
بهتازگی، گروهی از پژوهشگران از دانشگاه ملی سنگاپور (National University of Singapore – NUS) با این پرسش روبهرو شدند که آیا بررسی مکانیسمهای زیربنایی این کاهش میتواند کلیدی برای متوقف کردن یا کند کردن روند پیری مغز فراهم کند یا نه.
کشف یک عامل کلیدی: DMTF1
این جستوجو آنها را به یک فاکتور رونویسی (Transcription Factor) رساند؛ نوعی پروتئین تخصصی که بیان ژنها را تنظیم میکند. نام این پروتئین طولانی است: Cyclin D-binding Myb-like Transcription Factor 1 (DMTF1).
در آزمایشها مشخص شد که DMTF1 در سلولهای بنیادی عصبی «پیرشده» سرکوب میشود. در مقابل، وقتی پژوهشگران بیان این پروتئین را دوباره فعال کردند، سلولهای بنیادی عصبی توان بازسازی و تکثیر خود را تا حد زیادی بازیافتند؛ گویی «جان تازهای» گرفته باشند. نتایج این پژوهش در مجله علمی Science Advances منتشر شده است.
چرا این کشف مهم است؟
دِریک سِک تانگ اُنگ (Derrick Sek Tong Ong)، نویسنده ارشد این مطالعه از NUS، در بیانیهای مطبوعاتی گفت: «در حالی که مطالعات پیشین نشان دادهاند بازسازی معیوب سلولهای بنیادی عصبی تا حدی قابل احیاست، مکانیسمهای زیربنایی آن همچنان بهخوبی شناخته نشدهاند. درک این مکانیسمها پایهای محکمتر برای مطالعه افت شناختی مرتبط با افزایش سن فراهم میکند.»
شبیهسازی پیری در آزمایشگاه
تیم پژوهشی NUS برای انجام این تحقیق از سامانههای سلول بنیادی انسانی (Human Stem Cell Systems) و مدلهای موشی استفاده کرد تا فرایند پیری را شبیهسازی کند. سپس، آنها با بهرهگیری از تحلیل ترنسکریپتوم (Transcriptome Analysis) و بررسی اتصال به ژنوم (Genome Binding)، نقش DMTF1 را در عملکرد سلولهای بنیادی عصبی تحلیل کردند.
تلومرها؛ ساعت زیستی سلول
در این پژوهش توجه ویژهای به تلومرها (Telomeres) شده است. تلومرها توالیهای تکرارشونده DNA هستند که انتهای کروموزومها (Chromosomes) را میپوشانند و از فرسایش یا بههمچسبیدن آنها جلوگیری میکنند. با هر بار تقسیم سلولی، تلومرها کوتاهتر میشوند و به همین دلیل، کاهش طول تلومر یکی از نشانههای بارز پیری به شمار میرود.
کوتاه شدن تلومرها میتواند به پیری سلولی (Cellular Senescence) منجر شود؛ حالتی که در آن تقسیم سلولی کاهش مییابد و التهاب (Inflammation) افزایش پیدا میکند.
نقش شگفتانگیز DMTF1
آنچه پژوهشگران کشف کردند این بود که DMTF1 میتواند بیان مجموعهای از ژنهای کمکی را کنترل کند؛ ژنهایی که از طریق بازآرایی کروماتین (Chromatin Remodeling) سایر ژنهای مرتبط با رشد و تقسیم سلولی را فعال میکنند. نکته بسیار مهم این است که این مکانیسم توانست تکثیر سلولهای بنیادی عصبی آسیبدیده بر اثر کوتاه شدن تلومرها را نجات دهد—حتی بدون آنکه طول تلومرها دوباره افزایش یابد.
این یافته نشان میدهد که در آینده، درمانهایی که DMTF1 را هدف قرار میدهند، میتوانند افت وابسته به سن در سلولهای بنیادی مغز را با فعالسازی دوباره ماشین مولکولی تقسیم سلولی معکوس کنند.
چشمانداز درمانهای آینده
لیانگ یاجینگ (Liang Yajing)، از نویسندگان همکار این پژوهش در NUS، در بیانیهای گفت: «یافتههای ما نشان میدهد DMTF1 میتواند به افزایش تعداد سلولهای بنیادی عصبی در پیری عصبی کمک کند. اگرچه مطالعه ما هنوز در مراحل ابتدایی است، اما این نتایج چارچوبی برای درک این موضوع فراهم میکند که چگونه تغییرات مولکولی مرتبط با پیری بر رفتار سلولهای بنیادی عصبی اثر میگذارند و در نهایت میتوانند راهنمای توسعه درمانهای موفق باشند.»
امید، اما نه بازگشت کامل زمان
تمام آزمایشهای این مطالعه خارج از بدن انسان (In Vitro و مدل حیوانی) انجام شدهاند. با این حال، پژوهشگران امیدوارند که تحقیقات آینده درباره DMTF1 بتواند دستکم بازسازی سلولهای بنیادی عصبی را—حتی در شرایطی که تلومرها کوتاهتر میشوند و پیری پیش میرود—بهبود ببخشد.
چنین درمانهایی احتمالاً دکمه بازگشت زمان نخواهند بود، اما شاید بتوانند کمک کنند تا سالهای سالمندی، واقعاً «سالهای طلایی» باقی بمانند؛ با مغزی که دیرتر پیر میشود و توان یادگیری و حافظهاش را بهتر حفظ میکند.
