Hogyan ronthatja az elhízás az emlékezetet

A kutatók molekuláris kapcsolatot fedeznek fel az egerek elhízása és memóriahiánya között, valamint a lehetséges kezelést

"data-newsletterpromo_article-image =" https://static.scientificamerican.com/sciam/cache/file/CF54EB21-65FD-4978-9EEF80245C772996_source.jpg "data-newsletterpromo_article-button-text =" Regisztráció "data-newsletterpromo button-link = "https://www.scientificamerican.com/page/newsletter-sign-up/?origincode=2018_sciam_ArticlePromo_NewsletterSignUp" name = "articleBody" itemprop = "ArticleBody">

Nem titok, hogy az elhízás, amely világszerte több mint 600 millió embert sújt - egyedül az Egyesült Államokban minden harmadik felnőttnél több mint minden harmadik - súlyos egészségügyi problémákhoz vezet: szív- és érrendszeri betegségekhez, cukorbetegséghez és akár többféle rákhoz is. De az elhízást a kognitív hanyatlás rizikófaktoraként is megállapították, különösen középkorú és idősebb embereknél.

Ami nem olyan jól megértett, az ennek a linknek a molekuláris mechanizmusa - és pontosan ezt próbálta megfejteni a birminghami Alabamai Egyetem kutatóinak csoportja a múlt hónapban a The Journal of Neuroscience folyóiratban közzétett négyrészes egérkísérletben.

Először a kutatók egészséges és elhízott egerek viselkedését tanulmányozták a memóriafeladatok során, amelyek tárgyfelismerést és helymeghatározást jelentettek. Hasonlóan más csoportok korábbi kutatásaihoz, az alabamai csapat megállapította, hogy egészséges testvéreikkel összehasonlítva a túlsúlyos egerek gyengén teljesítettek egy térbeli memória feladatot, amely az agy hippocampusára támaszkodik.

Ezután a kutatók megvizsgálták az egészséges és elhízott egerek hippokampusának epigenetikai különbségeit - más szóval, hogy a környezeti tényezők, ebben az esetben az elhízás befolyásolhatták-e a gének expresszióját a hippocampusban bármelyik egércsoportban. A metilezett DNS-szekvenciák izolálásához és elemzéséhez (amelyek génszuppresszióval társulnak) molekuláris tisztítási technikával a csapat megerősítette, hogy az emlékezetképződéssel összefüggő négy gén nem fejeződött ki olyan erősen az elhízott egerekben - ami arra utal, hogy elhízásuk valamilyen módon befolyásolta, hogy sejtek „olvassák” ezeket a géneket. "Az egyik különösen izgalmas dolog, hogy ez a megállapítás összekapcsolja az idegtudomány két forró területét: az epigenetikai mechanizmusokat és az elhízás kognitív hatásait" - mondja David Sweatt, az alabamai neurobiológus és a tanulmány társszerzője.

Különösen az egyik gén, a Sirtuin 1 (Sirt1) további epigenetikai változásokat mutatott, amelyeket a másik három gén nem figyelt meg. "Ez azt jelentette, hogy a Sirt1 az anyagcsere-diszfunkció és a memóriaképződés összefüggésében állhat" - mondja Frankie Heyward vezető szerző, a Sweatt laboratóriumának végzős hallgatója. "Mi voltunk az elsők, akik kifejezetten érintették a csökkent Sirt1 és a Sirt1 DNS metilációját az elhízás okozta memóriazavar etiológiájában."

Ennek az elméletnek a tesztelésére a kutatók kísérletileg csökkentették a Sirt1 expresszióját az egyébként egészséges egerekben, és megállapították, hogy ugyanúgy, mint az elhízott egerek, gyengén teljesítettek a hippocampus-függő memóriafeladatban. Végül a lehetséges kezelés kivizsgálásához a resveratrolhoz, egy olyan molekulához fordultak, amely aktiválja a Sirt1-et. A csapat sikeresen bebizonyította, hogy az elhízott egereknek, akiknek étrendjét resveratrollal egészítették ki, javult a memória, nem különböztethető meg az egészséges egerekétől. Heywardnak mégis vannak kérdései. "Nem tekintettünk elfogulatlanul a célgénjeinkre" - mondja. "Különleges a priori hipotéziseink és feltételezéseink voltak, amelyek bizonyos génekre összpontosítottak." A jövőben reméli, hogy az RNS szekvenálás és más technológiák legújabb újításait felhasználja a géndiszreguláció tanulmányozásának kiterjesztésére az egész genomra.

Terry Davidson, az Amerikai Egyetem idegtudósa, aki nem vett részt a tanulmányban, szerinte további kutatásokra van szükség ezen epigenetikai változások elhízással összefüggő okai szempontjából. "A vér-agy gát változásának köszönhető, hogy a méreganyagok átjutnak a gáton és bejutnak a hippokampuszba?" kérdezi. "Lehet olyan eseménysorozat, amely a gyulladásra adott válaszunk megbomlásának részeként vagy ilyesmi fordul elő." Megjegyzi, hogy ezen eredmények további elemzése jobban megértené a Sirt1 expresszió és a testtömeg közötti specifikus összefüggéseket, valamint azt, hogy az idő és az expozíció hogyan játszhatnak káros szerepet.

Természetesen a kutatók kíváncsi, hogy ezek a viselkedési modellek mennyire pontosan tükrözik az emberekben zajló eseményeket. A Sirt1-et már jelenleg is potenciális terápiának tekintik az anyagcsere-diszfunkció javításában és az élettartam növelésében, valamint az idősebb népesség kognitív eredményeinek javításában. Heyward úgy véli, hogy eredményei motivációt jelentenek a klinikai vizsgálatok megtervezésére, amelyek célja annak meghatározása, hogy a Sirt1 célzása segíthet-e az elhízott emberek emlékeinek megmentésében. „És még egy érdekes kérdés - teszi hozzá -, hogy a génexpresszió és a DNS-metiláció ezen változásai megfordíthatók-e, vagy tartósak-e. Ez jelenleg ismeretlen.