Lão hóa có thể thay đổi tế bào não nhiều hơn các tế bào khác

Dựa trên nghiên cứu lập bản đồ não mới do Viện Y tế Quốc gia Hoa Kỳ (NIH) tài trợ, các nhà khoa học phát hiện rằng không phải tất cả các loại tế bào trong não đều lão hóa theo cùng một cách. Một số tế bào, chẳng hạn như một nhóm nhỏ tế bào điều khiển hormone, có thể trải qua nhiều thay đổi liên quan đến lão hóa hơn so với các tế bào khác. Kết quả được công bố trên tạp chí Nature củng cố ý tưởng rằng một số tế bào nhạy cảm hơn với quá trình lão hóa và các rối loạn não liên quan đến tuổi tác.

“Lão hóa là yếu tố nguy cơ quan trọng nhất đối với bệnh Alzheimer và nhiều rối loạn não nghiêm trọng khác. Những kết quả này cung cấp một bản đồ chi tiết về những tế bào não nào có thể bị ảnh hưởng nhiều nhất bởi quá trình lão hóa,” ông Richard J. Hodes, M.D., Giám đốc Viện Lão hóa Quốc gia của NIH cho biết. “Bản đồ mới này có thể thay đổi cơ bản cách các nhà khoa học suy nghĩ về cách lão hóa ảnh hưởng đến não và cũng cung cấp hướng dẫn để phát triển các phương pháp điều trị mới cho các bệnh não liên quan đến tuổi tác.”

Các nhà khoa học đã sử dụng các công cụ phân tích di truyền tiên tiến để nghiên cứu từng tế bào riêng lẻ trong não của những con chuột 2 tháng tuổi ("trẻ") và 18 tháng tuổi ("già"). Với mỗi độ tuổi, các nhà nghiên cứu đã phân tích hoạt động di truyền của nhiều loại tế bào ở 16 vùng khác nhau — chiếm 35% tổng thể tích não chuột.

Kết quả ban đầu, tương tự các nghiên cứu trước đây, cho thấy sự giảm hoạt động của các gen liên quan đến mạch thần kinh. Những giảm sút này được quan sát ở cả tế bào thần kinh chính và các tế bào “glial” như astrocyte và oligodendrocyte, vốn hỗ trợ truyền tín hiệu thần kinh bằng cách điều chỉnh mức độ chất dẫn truyền thần kinh và cách điện các sợi thần kinh. Ngược lại, lão hóa làm tăng hoạt động của các gen liên quan đến hệ thống miễn dịch và viêm trong não, cũng như các tế bào mạch máu trong não.

Phân tích sâu hơn đã xác định các loại tế bào có thể nhạy cảm nhất với quá trình lão hóa. Ví dụ, kết quả cho thấy lão hóa làm giảm sự phát triển của các tế bào thần kinh non trong ít nhất ba khu vực khác nhau của não. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng một số tế bào thần kinh non này có thể đóng vai trò trong các mạch thần kinh điều khiển học tập và trí nhớ, trong khi những tế bào khác giúp chuột nhận biết mùi.

Các tế bào nhạy cảm nhất với lão hóa được tìm thấy xung quanh não thất ba, một đường ống chính giúp dịch não tủy lưu thông qua vùng dưới đồi. Nằm ở đáy não chuột, vùng dưới đồi sản xuất hormone kiểm soát các nhu cầu cơ bản của cơ thể như nhiệt độ, nhịp tim, giấc ngủ, cơn khát và cơn đói. Kết quả cho thấy các tế bào lót não thất ba và các tế bào thần kinh lân cận trong vùng dưới đồi có những thay đổi di truyền lớn nhất theo tuổi tác, bao gồm tăng các gen miễn dịch và giảm các gen liên quan đến mạch thần kinh.

Các tác giả lưu ý rằng những quan sát này phù hợp với các nghiên cứu trước đây về các loài động vật khác, cho thấy mối liên hệ giữa lão hóa và chuyển hóa cơ thể, bao gồm cách nhịn ăn gián đoạn và chế độ ăn hạn chế calo có thể kéo dài tuổi thọ. Cần nghiên cứu thêm để khám phá các cơ chế sinh học tiềm ẩn, cũng như tìm kiếm bất kỳ mối liên hệ nào với sức khỏe con người.

Dự án được dẫn dắt bởi Tiến sĩ Kelly Jin, Tiến sĩ Bosiljka Tasic, và Tiến sĩ Hongkui Zeng từ Viện Khoa học Não Allen, Seattle. Nhóm nghiên cứu sử dụng các công cụ lập bản đồ não — được phát triển trong khuôn khổ Sáng kiến BRAIN® của NIH — để nghiên cứu hơn 1,2 triệu tế bào não từ chuột trẻ và già, chiếm khoảng 1% tổng số tế bào não.

“Trong nhiều năm, các nhà khoa học chủ yếu nghiên cứu tác động của lão hóa lên từng tế bào não một. Giờ đây, với các công cụ lập bản đồ não tiên tiến — nhờ vào Sáng kiến BRAIN® của NIH — các nhà nghiên cứu có thể nghiên cứu tác động của lão hóa trên toàn bộ não,” ông John Ngai, Ph.D., Giám đốc Sáng kiến BRAIN® cho biết. “Nghiên cứu này cho thấy việc khám phá não bộ một cách toàn diện hơn có thể mang lại những hiểu biết mới về cách não bộ lão hóa và cách các bệnh thoái hóa thần kinh phá vỡ hoạt động bình thường của não.”

Nghiên cứu này được tài trợ bởi NIH qua các khoản R01AG066027 và U19MH114830.

Nguồn

Aging may change some brain cells more than others | National Institutes of Health (NIH)