Xist — потенциальный маркер старения нейронов у самок мышей

По мере увеличения средней продолжительности жизни остро встает вопрос борьбы с заболеваниями, предрасположенность к которым увеличивается с возрастом: диабет, рак, нейродегенеративные патологии. Старение сопровождают изменения в эндокринной системе, например, снижение выработки половых гормонов, гормона роста и инсулиноподобного фактора роста 1. Эндокринные функции и гомеостаз контролируют нейроны гипоталамуса, вырабатывающие нейропептиды. Американские ученые предположили, что транскрипционные изменения в клетках гипоталамуса могут быть фактором, играющим важную роль в процессах старения тканей мозга.

Для исследования ученые выделили ядра из клеток гипоталамуса молодых и старых самок мышей: 16 256 и 23 808 ядер соответственно. Для профилирования экспрессии генов использовали секвенирование РНК единичных ядер (snRNA-seq). Для воссоздания сети регуляторных генов и идентификации клеток по данным секвенирования исследователи задействовали вычислительный метод SCENIC.

Результаты исследования показали, что старение не связано с изменениями в составе и соотношении клеток гипоталамуса. При помощи метода MAST ученые идентифицировали 275 и 342 гена, которые активировались и подавлялись с возрастом. Они подтвердили ранее полученные данные о том, что связывание окситоцина снижается с возрастом в нескольких областях мозга, включая гипоталамус. Также авторы выявили, что вариабельность профилей экспрессии генов увеличивается с возрастом. Предположительно, это способствует клеточной дисфункции в гипоталамусе в старости.

Изучив экспрессию таких генов, как Rsrp1, Gm26917 и Kcnip4, авторы выявили общие признаки старения в нейроглии различных областей мозга. Напротив, при старении нейронов преобладают специфические для различных областей мозга признаки.

При помощи анализа GSEA авторы подтвердили, что активность генов синтеза холестерина в стареющих астроцитах снижается. Анализ дифференциальной экспрессии основных типов клеток показал, что экспрессия длинной некодирующей РНК Xist увеличивается в гипоталамусе самок мышей с возрастом и может служить предиктором старения, особенно в нейронах. Таким образом, в новой работе был выявлен потенциальный маркер нейронального старения у самок.