Ученые обнаружили защитный ген, который помогает мозгу сохранять память

PLA2G2F ПОДДЕРЖИВАЕТ СВЯЗИ МЕЖДУ НЕЙРОНАМИ И РЕГУЛИРУЕТ ОБМЕН ЖИРОВ В МОЗГЕ. ЕГО УСИЛЕНИЕ ПОМОГЛО СТАРЕЮЩИМ МЫШАМ ИЗБЕЖАТЬ ЧАСТИ ВОЗРАСТНЫХ НАРУШЕНИЙ ПАМЯТИ

Иногда при посмертном исследовании мозга пожилого человека обнаруживают патологические изменения, характерные для болезни Альцгеймера, хотя при жизни выраженных нарушений памяти у него не было.

Такие наблюдения давно интересуют нейробиологов. Они показывают, что наличие повреждений в мозге и развитие когнитивных нарушений — не одно и то же.

15 октября 2026 года в журнале Nature Neuroscience было опубликовано исследование, предлагающее одно из возможных молекулярных объяснений этого явления.

Международная группа ученых под руководством Синции Вичидомини и Амара Сахая из Massachusetts General Hospital и Гарвардской медицинской школы обнаружила ген, активность которого возрастает по мере старения мозга и может помогать сохранять его функции.

Почему некоторые люди сохраняют память даже при признаках болезни Альцгеймера

С возрастом в мозге происходят изменения, которые постепенно затрудняют обработку и сохранение информации.

Между нервными клетками сокращается количество функциональных контактов, меняется обмен веществ, усиливаются воспалительные процессы. Иногда эти изменения сопровождаются ухудшением памяти и развитием нейродегенеративных заболеваний.

Но скорость когнитивного снижения значительно различается у разных людей.

Для объяснения этого феномена существует понятие когнитивного резерва — способности мозга поддерживать нормальную работу несмотря на возрастные и патологические изменения.

Раньше исследователи связывали такую устойчивость преимущественно с особенностями организации нейронных сетей, их пластичностью и способностью компенсировать повреждения.

Новая работа показывает, что у когнитивной устойчивости могут существовать и конкретные молекулярные механизмы.

Причем некоторые из них активируются именно тогда, когда мозг начинает испытывать возрастные нарушения.

Ген PLA2G2F оказался частью естественной защиты нейронов

Исследователи сосредоточились на гиппокампе — области мозга, участвующей в формировании и сохранении воспоминаний.

Особое внимание они уделили зубчатой извилине гиппокампа. Эта структура помогает различать похожие события и формировать отдельные воспоминания, не смешивая новую информацию с уже существующей.

Нервные клетки обмениваются сигналами через синапсы — специализированные контакты между нейронами.

По мере старения часть этих контактов утрачивается. Поэтому ученые решили выяснить, какие гены изменяют свою активность в ответ на потерю синапсов.

Среди обнаруженных генов выделялся Pla2g2f.

Он кодирует белок PLA2G2F, относящийся к секретируемым фосфолипазам — ферментам, которые расщепляют определенные компоненты клеточных мембран.

Ранее этот фермент изучали преимущественно в других тканях, в частности в коже. Его роль в функционировании стареющего мозга оставалась практически неизвестной.

Оказалось, что у молодых взрослых мышей экспрессия Pla2g2f в мозге очень низкая, но с возрастом она увеличивается в определенной популяции нейронов гиппокампа.

Анализ ранее полученных данных о человеческом мозге выявил похожую закономерность.

Более того, у пожилых людей с признаками патологии Альцгеймера, но относительно сохранными когнитивными функциями, активность этого гена была выше, чем у пациентов с выраженной болезнью Альцгеймера.

Это еще не доказывало защитную функцию гена, однако указывало на возможную связь между его активностью и устойчивостью мозга к повреждениям.

Что произошло, когда ученые отключили защитный механизм

Чтобы проверить роль Pla2g2f, исследователи использовали генетические методы, позволяющие снижать или повышать его активность в определенных нейронах мышиного гиппокампа.

Сначала ученые подавили работу гена у животных среднего и пожилого возраста.

Последствия затронули сразу несколько процессов.

У мышей уменьшалось количество дендритных шипиков — небольших выступов на поверхности нейронов, где формируется значительная часть возбуждающих синапсов.

Одновременно усиливались воспалительные изменения в микроглии — клетках иммунной защиты мозга. Повышалась реактивность астроцитов, которые участвуют в поддержании нормальной среды для нейронов.

Также нарушалось созревание новых нервных клеток и изменялся обмен липидов.

Главное, эти клеточные нарушения сопровождались ухудшением памяти.

Для проверки ученые использовали тест на запоминание расположения предметов. Мышам показывали два объекта, а затем перемещали один из них.

Животные с сохранной пространственной памятью обычно уделяют больше внимания перемещенному предмету.

После подавления Pla2g2f мыши хуже различали прежнее и новое расположение объектов.

Таким образом, исследователи получили экспериментальные свидетельства того, что ген действительно участвует в поддержании работы гиппокампа.

Неожиданная связь памяти с жировым обменом в мозге

Один из наиболее интересных результатов исследования связан не непосредственно с нейронами, а с липидами.

Липиды — обширная группа жиров и жироподобных веществ. Они необходимы мозгу, поскольку входят в состав клеточных мембран, участвуют в передаче сигналов и обеспечивают многие процессы клеточного обмена.

Проблема возникает не из-за самого присутствия жиров, а при нарушении их переработки, накопления и транспорта.

Особенно важна в этом отношении микроглия.

В нормальном состоянии ее клетки участвуют в удалении клеточных остатков, поддержании синапсов и защите нервной ткани.

Однако исследования последних лет показали, что при старении и болезни Альцгеймера в части клеток микроглии накапливаются липидные капли — внутриклеточные структуры, содержащие запасы жиров.

Избыточное накопление таких капель связано с нарушением функций микроглии и усилением воспалительных процессов.

Именно здесь обнаружилась важная функция PLA2G2F.

Когда ученые повышали активность гена в нейронах гиппокампа стареющих мышей, количество липидных капель в исследованных областях мозга уменьшалось.

Но каким образом фермент, который производится нейронами, влияет на другие клетки?

Нейроны могут передавать соседним клеткам защитные сигналы

PLA2G2F относится к секретируемым ферментам. Это означает, что клетка может выделять его во внеклеточное пространство.

Фермент расщепляет определенные фосфолипиды мембран, образуя жирные кислоты и другие липидные молекулы, способные участвовать в межклеточной коммуникации.

Чтобы изучить этот механизм, исследователи провели эксперименты с человеческими клетками, выращенными в лаборатории.

Они использовали нейрональные органоиды — трехмерные клеточные модели нервной ткани — и клетки микроглии, полученные из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток.

В микроглии предварительно вызывали накопление липидов.

Затем клетки обрабатывали средой, содержащей вещества, выделенные нейрональными органоидами с повышенной активностью PLA2G2F.

После такой обработки количество липидных капель в микроглии снижалось.

Дополнительный анализ показал изменения в переработке и выведении нейтральных липидов, включая эфиры холестерина — форму, в которой холестерин может храниться внутри клеток.

Особенно важным оказался следующий эксперимент.

Ученые изменили структуру PLA2G2F таким образом, чтобы фермент потерял каталитическую активность, то есть способность осуществлять биохимическую реакцию.

После этого его способность уменьшать накопление липидных капель и ослаблять воспалительные изменения была утрачена.

Следовательно, защитная функция PLA2G2F связана не просто с присутствием белка, а с его ферментативной активностью.

Исследование позволяет предположить, что нейроны способны влиять на состояние окружающих клеток через регулирование липидного обмена.

При этом точная последовательность молекулярных сигналов еще требует уточнения.

Усиление PLA2G2F помогло сохранить память стареющим мышам

После экспериментов с подавлением гена ученые проверили противоположный подход.

С помощью вирусных векторов они повышали экспрессию Pla2g2f в нейронах зубчатой извилины гиппокампа.

У пожилых мышей такое вмешательство уменьшало признаки воспалительной активации микроглии и реактивности астроцитов.

Кроме того, наблюдалось лучшее сохранение дендритных шипиков, необходимых для образования синаптических связей.

Изменения затрагивали не только участок непосредственного вмешательства, но и другие связанные с гиппокампом области мозга.

В поведенческих экспериментах животные с повышенной активностью Pla2g2f лучше сохраняли способность запоминать пространственное расположение объектов.

Исследователи также проверили, что произойдет, если активировать защитный механизм раньше, до развития выраженных возрастных нарушений.

Для этого экспрессию Pla2g2f повышали у 12-месячных мышей, а память оценивали спустя семь месяцев.

В обоих использованных тестах наблюдалась тенденция к лучшему сохранению памяти.

Однако здесь необходимо важное уточнение: различия в долгосрочном профилактическом эксперименте не достигли общепринятого порога статистической значимости.

Поэтому результаты позволяют предположить, что раннее усиление PLA2G2F может изменить траекторию когнитивного старения, но пока не доказывают надежного профилактического эффекта.

Может ли PLA2G2F стать новым способом профилактики болезни Альцгеймера

Открытие интересно прежде всего тем, что предлагает воздействовать не на один из конечных признаков нейродегенерации, а на собственные компенсаторные механизмы мозга.

Современные подходы к изучению болезни Альцгеймера во многом сосредоточены на патологических белках, нейровоспалении и повреждении нейронов.

PLA2G2F открывает дополнительное направление: поддержку нормального липидного обмена и межклеточной коммуникации для сохранения синапсов.

Теоретически такой подход может быть полезен людям, у которых возрастные изменения мозга уже начались, но выраженного когнитивного снижения еще нет.

Однако до практического применения остается несколько существенных препятствий.

Во-первых, сохранение памяти в экспериментах доказано на мышах. Лабораторные опыты с человеческими клетками подтверждают отдельные механизмы, но не позволяют оценить влияние PLA2G2F на память человека.

Во-вторых, некоторые эксперименты проводились на небольших группах животных. Анализ человеческих образцов, связывающий экспрессию гена с когнитивной устойчивостью, также был ограничен по размеру.

В-третьих, пока неизвестно, каким способом можно безопасно и избирательно усиливать PLA2G2F в человеческом мозге, насколько долго должно продолжаться воздействие и какие побочные эффекты оно может иметь.

Наконец, сохранение памяти у стареющих мышей само по себе не доказывает способность предотвратить болезнь Альцгеймера у людей.

Авторы исследования продолжают изучать способы терапевтического усиления этого механизма. Следующими необходимыми этапами станут дополнительные доклинические исследования, независимое воспроизведение результатов и оценка безопасности.

Пока работа не дает оснований рекомендовать генетическое тестирование на PLA2G2F, прием каких-либо препаратов или биодобавок для его активации.