کشف پروتئین کلیدی برای احیای سلول‌های بنیادی مغز پیر

پروتئین DMTF1: کلید جوانسازی مغز

این مطالعه بر روی فاکتور رونویسی Cyclin D-binding Myb-like Transcription Factor 1 (DMTF1) متمرکز شده است. فاکتورهای رونویسی نقش تنظیم‌کننده ژن‌ها را بر عهده دارند و تعیین می‌کنند که کدام ژن‌ها در چه زمانی فعال شوند تا سلول‌ها عملکرد طبیعی خود را حفظ کنند. پژوهشگران دریافتند که DMTF1 نقش محوری در حفظ فعالیت سلول‌های بنیادی عصبی با افزایش سن ایفا می‌کند و می‌تواند به عنوان یکی از عوامل کلیدی در زیست‌شناسی پیری مغز مطرح شود.

این تحقیق به سرپرستی استادیار اونگ سک تانگ دریک از دانشکده پزشکی NUS و با نویسندگی اول لیانگ یاجینگ از گروه فیزیولوژی و برنامه پژوهشی طول عمر سالم انجام شده است. هدف اصلی تیم تحقیقاتی درک این موضوع بود که چرا سلول‌های بنیادی عصبی به مرور زمان توان بازسازی خود را از دست می‌دهند و آیا می‌توان این روند را برای حفاظت از عملکرد شناختی در دوران سالمندی معکوس کرد یا خیر.

سازوکار DMTF1 در پشتیبانی از سلول‌های بنیادی عصبی

برای بررسی دقیق نقش DMTF1، محققان سلول‌های بنیادی عصبی انسانی و همچنین مدل‌های آزمایشگاهی طراحی‌شده برای شبیه‌سازی پیری زودرس را مورد مطالعه قرار دادند. آنها با استفاده از تحلیل‌های اتصال ژنومی و ترنسکریپتوم، محل‌های اثرگذاری DMTF1 در ژنوم و تغییراتی را که این فاکتور در فعالیت ژن‌ها ایجاد می‌کند، شناسایی کردند. این اقدامات به روشن شدن زنجیره رویدادهای مرتبط با حفظ سلول‌های بنیادی کمک شایانی کرد.

تمرکز ویژه این پژوهش بر رفتار DMTF1 در سلول‌های بنیادی عصبی با تلومرهای آسیب‌دیده بود. تلومرها بخش‌های محافظتی انتهای کروموزوم‌ها هستند که با هر بار تقسیم سلولی کوتاه‌تر می‌شوند و کوتاه‌شدن آنها یکی از شاخص‌های شناخته‌شده پیری به شمار می‌رود.

نتایج به وضوح نشان داد که سطح DMTF1 در سلول‌های بنیادی عصبی پیرشده کاهش می‌یابد. نکته قابل توجه این بود که فعال‌سازی مجدد DMTF1 به تنهایی کافی بود تا توان بازسازی این سلول‌ها احیا شود؛ موضوعی که این پروتئین را به یک هدف بالقوه درمانی برای حفظ عملکرد سلول‌های بنیادی عصبی در مغز سالمند تبدیل می‌کند.

علاوه بر این، پژوهشگران به نقش جدید و پیش‌تر ناشناخته DMTF1 در تنظیم ژن‌های کمکی Arid2 و Ss18 پی بردند. این ژن‌ها با افزایش دسترسی DNA، زمینه فعال‌سازی سایر ژن‌های مرتبط با رشد سلولی را فراهم می‌کنند. اختلال در تنظیم این ژن‌های کمکی باعث می‌شود سلول‌های بنیادی عصبی توان نوسازی خود را از دست بدهند.

آینده پژوهش و چشم‌اندازهای درمانی

اونگ در این باره می‌گوید: «اختلال در بازسازی سلول‌های بنیادی عصبی مدت‌هاست که با پیری عصبی مرتبط دانسته می‌شود. کاهش بازسازی این سلول‌ها تولید سلول‌های جدید مورد نیاز برای یادگیری و حافظه را مختل می‌کند. هرچند برخی مطالعات نشان داده‌اند که می‌توان این روند را تا حدی احیا کرد، اما سازوکارهای بنیادی آن همچنان به خوبی شناخته نشده است. درک این سازوکارها پایه‌ای محکم‌تر برای مطالعه افت شناختی مرتبط با سن فراهم می‌کند.»

یافته‌های این مطالعه نشان می‌دهد که افزایش بیان یا فعالیت DMTF1 می‌تواند رویکردی نویدبخش برای معکوس‌سازی یا به تعویق انداختن افت عملکرد سلول‌های بنیادی عصبی در اثر پیری باشد.

هرچند نتایج اولیه عمدتاً از آزمایش‌های درون‌کشتگاهی (in vitro) به دست آمده‌اند، پژوهشگران امیدوارند در مطالعات آینده بررسی کنند که آیا افزایش بیان DMTF1 می‌تواند در شرایط کوتاه‌شدن تلومرها و پیری طبیعی به افزایش تعداد سلول‌های بنیادی عصبی و بهبود یادگیری و حافظه منجر شود یا خیر؛ آن هم بدون افزایش خطر بروز تومورهای مغزی. هدف بلندمدت این تحقیقات، شناسایی مولکول‌های کوچکی است که بتوانند بیان و فعالیت DMTF1 را تقویت کرده و عملکرد سلول‌های بنیادی عصبی پیر را بهبود بخشند.

لیانگ نیز در پایان تأکید می‌کند: «یافته‌های ما نشان می‌دهد که DMTF1 می‌تواند در تکثیر سلول‌های بنیادی عصبی در روند پیری عصبی نقش داشته باشد. هرچند این پژوهش در مراحل ابتدایی قرار دارد اما چارچوبی برای درک تغییرات مولکولی مرتبط با سن و تأثیر آنها بر رفتار سلول‌های بنیادی فراهم می‌کند و می‌تواند در نهایت راهنمای توسعه درمان‌های موفق در این حوزه باشد.»