Исследование является первым, демонстрирующим, что снижение активности сигнального пути Notch3 может быть использовано в качестве биомаркера сосудистого старения и нейродегенерации, результаты, которые могут помочь в разработке таргетных методов лечения возрастных нейродегенеративных заболеваний, по словам Луизы Ируэлы-Ариспе, доктора философии, заведующей кафедрой, и Стивена Уолтера Рэнсона, профессора клеточной биологии и биологии развития, и старшего автора исследования.
«Нашей первоначальной целью было зафиксировать изменения в мозге сосудистой сети, связанные со старением. Исследование является основополагающим, потому что оно предоставляет информацию, связанную с физиологическим старением при отсутствии каких-либо других сопутствующих патологий «, — сказала Ариспе, которая также является сотрудником Комплексного онкологического центра Роберта Х. Лурье Северо-Западного университета.
Результатом нормального физиологического старения является прогрессирующее снижение функционирования различных систем органов, включая сосудистую систему, что впоследствии уменьшает приток крови к мозгу, приводя к сосудистой деменции и нейродегенерации.
У пациентов с сосудистой деменцией наблюдается снижение когнитивных способностей, потеря памяти и изменения в поведении. Однако механизмы, лежащие в основе сосудистой деменции, которые вызывают этот каскад симптомов, изучены недостаточно.
Используя одноклеточную транскриптомику для изучения сосудов головного мозга молодых и стареющих людей и мышей, ученые обнаружили у стареющих мышей заметное снижение активации сигнального пути Notch3. Передача сигналов Notch3 составляет один из четырех рецепторов Notch, которые необходимы для развития клеток и реакции на клеточные стрессоры.
Дополнительный транскриптомный анализ и МРТ-сканирование кровеносных сосудов как мыши, так и человека показали, что снижение передачи сигналов Notch3 изменяет регуляцию кальция и препятствует правильному сокращению кровеносных сосудов, что способствует множественным сосудистым нарушениям, включая расширение, микроаневризмы и снижение притока крови к мозгу.
Более того, исследователи обнаружили, что эти сосудистые нарушения препятствуют нормальному кровотоку в лимфатической системе или выведению отходов жизнедеятельности и избытка внеклеточной жидкости из центральной нервной системы.
По словам Ариспе, выводы ее команды важны для улучшения понимания того, что вызывает нормальное физиологическое старение без дополнительных сопутствующих факторов, и подтверждают, что Notch3 является биомаркером сосудистого старения.