นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานฟรานซิสโก ได้ระบุโปรตีนชนิดหนึ่งที่สะสมในสมองในช่วงอายุที่มากขึ้น และมีส่วนทำให้การทำงานของการรับรู้เสื่อมลง การศึกษานี้ดำเนินการที่สถาบัน Bakar เพื่อการวิจัยเรื่องผู้สูงอายุ โดยมุ่งเน้นไปที่ฮิบโปแคมปัส ซึ่งเป็นภูมิภาคที่รับผิดชอบด้านการเรียนรู้และความทรงจำ เมื่อวิเคราะห์หนูอายุน้อยและหนูสูงอายุ นักวิทยาศาสตร์สังเกตเห็นระดับโปรตีน FTL1 ในสัตว์สูงวัยที่สูงขึ้น ซึ่งมีความสัมพันธ์กับการลดลงของการเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ประสาท
การทดลองแสดงให้เห็นว่าการเพิ่มระดับโปรตีนในหนูอายุน้อยโดยไม่ได้ตั้งใจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงคล้ายกับที่พบในสมองสูงอายุ เซลล์ประสาทเริ่มมีกิ่งก้านที่สั้นลงและมีประสิทธิภาพในการสื่อสารซินแนปติกน้อยลง การเปลี่ยนแปลงนี้ส่งผลให้ประสิทธิภาพในการทดสอบหน่วยความจำลดลง ซึ่งเป็นการยืนยันบทบาทเชิงรุกของโปรตีนในกระบวนการลดลง
กลไกการออกฤทธิ์ของโปรตีน FTL1 ในสมอง
โปรตีน FTL1 ทำหน้าที่เป็นตัวขัดขวางการเผาผลาญพลังงานของเซลล์สมอง ระดับสูงจะช่วยลดการผลิตพลังงานในไมโตคอนเดรียของเซลล์ประสาท
เมื่อมีพลังงานน้อยลง ไซแนปส์จะค่อยๆ อ่อนลงและหายไป การหยุดชะงักนี้ส่งผลต่อโครงข่ายประสาทเทียมที่จำเป็นสำหรับการจัดเก็บและเรียกค้นข้อมูล
การทดลองแสดงการกลับตัวของความเสียหายของสมอง
นักวิจัยลดระดับ FTL1 ในฮิบโปแคมปัสของหนูอายุมาก การแทรกแซงไม่เพียงแต่หยุดการลุกลามของการเสื่อมสภาพ แต่ยังฟื้นฟูการเชื่อมต่อ synaptic ที่สูญเสียไปแล้วอีกด้วย
สัตว์ที่ได้รับการบำบัดได้รับผลลัพธ์ที่ดีขึ้นอย่างมากในการทดสอบความจำเมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มควบคุม Saul Villeda ผู้เขียนหลักของการศึกษานี้ เน้นย้ำว่าแนวทางดังกล่าวช่วยให้สามารถพลิกกลับการสูญเสียที่สังเกตได้อย่างแท้จริง
ข้อมูลระบุว่าโปรตีนไม่เพียงแต่แสดงถึงความชราเท่านั้น แต่ยังเป็นปัจจัยเชิงสาเหตุโดยตรงอีกด้วย ทีมงานใช้เทคนิคการถอดเสียงและแมสสเปกโตรเมทรีเพื่อทำแผนที่การเปลี่ยนแปลงของโมเลกุล
การวิเคราะห์เหล่านี้เปิดเผยความสัมพันธ์ที่ชัดเจนระหว่างการสะสม FTL1 และการสูญเสียความสมบูรณ์ของซินแนปติก การเลือกลดโปรตีนที่กลับรายการส่วนหนึ่งของการเปลี่ยนแปลงระดับโมเลกุลเหล่านี้
ผลกระทบต่อแนวทางการรักษาในอนาคต
การค้นพบนี้ปูทางไปสู่กลยุทธ์ที่มีจุดมุ่งหมายในการปรับโปรตีน FTL1 ในสมองโดยตรง การทดลองในแบบจำลองสัตว์ได้แสดงให้เห็นว่าการแทรกแซงสามารถสร้างโครงข่ายประสาทเทียมที่เสียหายเมื่อเวลาผ่านไปได้
ถึงกระนั้น ผู้เชี่ยวชาญเน้นย้ำว่าจำเป็นต้องเอาชนะความท้าทายหลายประการก่อนที่การรักษาใดๆ จะเข้าถึงการทดลองในมนุษย์ คำถามเกี่ยวกับความปลอดภัย การส่งเนื้อเยื่อสมองโดยเฉพาะ และประสิทธิภาพในระยะยาวยังอยู่ระหว่างการศึกษา
- โปรตีน FTL1 เกี่ยวข้องกับการเผาผลาญธาตุเหล็กในเซลล์ประสาท
- การสะสมของมันเกิดขึ้นตามธรรมชาติตามอายุที่มากขึ้นในแบบจำลองที่ทดสอบ
- การลดระดับฟื้นฟูการทำงานของไมโตคอนเดรียที่ถูกบุกรุก
- การปรับปรุงความรู้ความเข้าใจวัดโดยใช้การทดสอบพฤติกรรมที่ได้มาตรฐาน
รายละเอียดเกี่ยวกับบทบาทของฮิบโปในการทดสอบ
ฮิบโปทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางหลักในการสร้างความทรงจำใหม่และการเรียนรู้เชิงพื้นที่ในหนู ในสัตว์สูงอายุที่มี FTL1 สูง บริเวณนี้มีความหนาแน่นของไซแนปส์เชิงหน้าที่ต่ำกว่า
หลังจากลดโปรตีนลงแล้ว นักวิจัยได้บันทึกการเพิ่มขึ้นของการแตกแขนงของเส้นประสาทและการฟื้นตัวของกิจกรรมซินแนปติก การค้นพบนี้มีความสอดคล้องกันในกลุ่มสัตว์ต่างๆ ที่ทำการทดสอบ
มุมมองการวิจัยเรื่องความชราของสมอง
งานนี้เป็นส่วนหนึ่งของความพยายามในวงกว้างในการทำความเข้าใจกลไกระดับโมเลกุลที่อยู่เบื้องหลังการเสื่อมถอยทางสติปัญญาที่เกี่ยวข้องกับอายุ ทีมงานได้ผสมผสานแนวทางทางพันธุกรรมและชีวเคมีเพื่อแยกผลกระทบของ FTL1
ผลลัพธ์เบื้องต้นชี้ให้เห็นว่าการแทรกแซงแบบกำหนดเป้าหมายสามารถแยกแยะความชราตามปกติจากกระบวนการทางพยาธิวิทยาที่เร่งรัดได้ การตีพิมพ์เมื่อเร็ว ๆ นี้เกิดขึ้นในวารสารวิทยาศาสตร์เฉพาะทาง
นักวิทยาศาสตร์วางแผนขั้นตอนต่อไปเพื่อตรวจสอบความถูกต้องของการค้นพบในระบบที่ซับซ้อนมากขึ้น การวิจัยได้รับการสนับสนุนจากสถาบันต่างๆ เช่น สถาบันสุขภาพแห่งชาติ และมูลนิธิที่อุทิศตนเพื่อการศึกษาเรื่องความชรา
ความก้าวหน้าเหล่านี้มีส่วนช่วยให้เข้าใจว่าสมองตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของโปรตีนตลอดชีวิตอย่างไร ชุมชนวิทยาศาสตร์ติดตามการพัฒนาแอปพลิเคชันที่เป็นไปได้ในอนาคตพร้อมความสนใจ
ความก้าวหน้าในการทำความเข้าใจการเผาผลาญพลังงานของเซลล์ประสาท
FTL1 รบกวนความสามารถของเซลล์สมองในการสร้างพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ ข้อจำกัดด้านเมแทบอลิซึมนี้ส่งผลโดยตรงต่อการบำรุงรักษาการเชื่อมต่อซินแนปติก
ด้วยการคืนสมดุลของพลังงานโดยการลดโปรตีน นักวิจัยได้สังเกตการฟื้นตัวของการทำงานของฮิบโปแคมปัส หนูสูงวัยที่ได้รับการรักษาสามารถฟื้นความสามารถในการเรียนรู้และเก็บข้อมูลบางส่วนได้
