Katthjärnor åldras som mänskliga hjärnor – en nyckel till att förstå kognitiv försämring

Katthjärnor åldras som mänskliga hjärnor – en nyckel till att förstå kognitiv försämring

Um mänskligt åldrandes mysterier För att tyda det kanske forskare vill titta på katten som slumrar på sin soffa snarare än på en Labråtta.

Hos äldre katter visar hjärnan tecken på atrofi och kognitiv försämring, som är mycket mer överensstämmande med förändringarna som ses hos äldre människor än förändringarna i hjärnan hos åldrande möss. Dessa fynd presenterades förra månaden vid Lake Conference on Comparative and Evolutionary Neurobiology nära Seattle, Washington.

Resultaten är en del av ett större projekt som kallas Översättningstid, att Hjärnans utveckling av över 150 däggdjursarter och utökas nu till att omfatta data om åldrande. Förhoppningen är att dessa data kommer att hjälpa forskare att förstå orsakerna till åldersrelaterade sjukdomar, särskilt de som påverkar hjärnan Alzheimer, att tyda.

"För att ta itu med utmaningar inom humanmedicin måste vi dra från en mängd olika modellsystem", säger Christine Charvet, en jämförande neuroforskare vid Auburn University College of Veterinary Medicine i Alabama, som presenterade arbetet. "Katter, lemurer, möss är alla användbara. Vi borde inte koncentrera våra ansträngningar på en."

Ålder i hundvänliga år

Projektet Översättningstid startade på 1990-talet som ett verktyg för utvecklingsbiologer. 1 Projektets forskare samlade in data om hur lång tid det tar för hjärnan att nå olika utvecklingsmilstolpar hos en mängd olika däggdjur och använde dessa data för att grafisera den relativa utvecklingen av två arter över tid. Detta kan hjälpa forskare att koppla observationer av djurs utveckling till motsvarande mänskliga åldrar.

Under årens lopp har forskare dock upprepade gånger frågat Charvet om de också kunde komma åt databasen Förändringar i hjärnan när djur åldras kunde expandera.

Forskare har länge varit frustrerade över begränsningarna hos standardlaboratoriemodeller när det gäller att förstå mänskligt åldrande och dess inverkan den unika mänskliga hjärnan att förstå. Möss lever bara några år - inte tillräckligt länge för att ackumulera mycket av den skada som tros orsaka vissa neurodegenerativa sjukdomar hos människor. Dessutom kan möss ha mekanismer som människor saknar Avlagringar av felveckade proteiner som kallas plack, ett kännetecken för Alzheimers sjukdom, säger Melissa Edler, en jämförande neurobiolog vid Kent State University i Ohio.

Den evolutionära obalansen mellan möss och människor kan vara en anledning till att ansträngningar för att utveckla terapier för att behandla sjukdomen ofta har misslyckats, säger Elaine Guevara, som studerar evolutionär genetik hos primater vid Duke University i Durham, North Carolina. " Möss utvecklar inte de klassiska egenskaperna hos Alzheimers sjukdom ", säger hon. "Deras hjärnor är helt annorlunda än vår."

Våra husdjur, vi själva

Servicedjur kan vara en alternativ lösning. De lever längre än möss, delar miljön med sina ägare och är mottagliga för mänskliga sjukdomar inklusive obesitas och diabetes. De Hundåldringsprojekt, utförd av forskare vid University of Washington i Seattle och Texas A&M University i College Station, spårar tiotusentals servicehundar för att lära sig mer om hur deras genetik, livsstil och miljö påverkar åldrandet.

Men Århundraden av avel har påverkat åldrande och sjukdom hos hundar, säger Charvet. Katter lever ofta något längre än hundar, tillägger hon, och är i allmänhet inte uppfödda lika hårt för vissa egenskaper - av vilka vissa också ökar risken för sjukdomar.

Det var därför Charvet och hennes kollegor började samla in data från veterinärkliniker och djurparker och lanserade ett initiativ kallat Catage Project, som ber kattägare att tillhandahålla data om deras Husdjur att lämna in.

Hittills har de samlat in hälsojournaler och blodprovsresultat från tusentals katter och utfört hjärnskanningar på mer än 50. Med hjälp av egna data och publicerad litteratur fyller teamet i händelser längs det olinjära förhållandet mellan kattens och människans åldrar. Till exempel motsvarar en ettårig katt ungefär en 18-årig människa. Men under det följande året åldras en katt bara cirka 4 "människoår", och når en mognad som ungefär motsvarar den för en 22-årig människa.

Vid 15 år är en katt åttaårig i människoår. Vissa katter upplever kognitiv försämring då, och hjärnskanningar som samlats in av teamet visar förändringar i hjärnvolymen hos äldre katter som liknar förändringar hos äldre människor, säger Charvet. Tidigare arbete har också visat att katter kan ackumulera plack och strängar av onormala proteiner som liknar de som kännetecknar Alzheimers sjukdom hos människor.

Olika modeller

I slutändan kan forskare utveckla en mängd olika modellsystem för olika aspekter av åldrande och neurodegeneration, säger Edler. Även om möss är dåliga modeller för vissa aspekter av mänskligt åldrande, kommer de fortfarande att vara värdefulla eftersom det är så lätt för forskare att genomföra genetiska experiment på gnagarna, säger hon.

Andra djur, som katter eller vissa icke-mänskliga primater, kan vara bättre modeller för andra aspekter av hjärnans åldrande. Caleb Finch, som studerar livshistorisk evolution vid University of Southern California i Los Angeles, argumenterar för mer intensiva studier av nakna mullvadar, som lever förvånansvärt länge för smågnagare och mycket låg cancerfrekvens ha.

"Katter är användbara", säger Charvet. "Men de kommer bara att vara användbara upp till en viss punkt. Andra modellsystem är också nödvändiga."

1. Finlay, B.L. & Darlington, R.B. Science 268, 1578-1584 (1995).

   Artikel  
   PubMed  
   Google Scholar  

Ladda ner referenser