Новое исследование, проведённое учёными из Иллинойсского университета в Чикаго, показывает, как с возрастом гематоэнцефалический барьер становится менее проницаемым, что способствует ухудшению памяти. Исследование, опубликованное в журнале Cell Reports , раскрыло молекулярные механизмы, лежащие в основе этого процесса, и может предложить новые терапевтические подходы для решения проблемы снижения когнитивных функций на ранних стадиях старения.

Гематоэнцефалический барьер — это слой клеток, выстилающих кровеносные сосуды мозга, который не пропускает вирусы, бактерии и токсины, одновременно пропуская полезные питательные вещества и химические вещества. Ключевой структурой гематоэнцефалического барьера являются плотные соединения, которые действуют как мостики между клетками, ограничивая проникновение молекул. Белок окклюдин помогает выполнять эту важнейшую функцию.

«Это высокорегулируемый процесс, который позволяет одним молекулам проходить через кровоток, а другим оставаться в кровотоке», — сказала Юлия Комарова, доцент кафедры фармакологии и регенеративной медицины Медицинского колледжа Университета Иллинойса и ведущий автор исследования. «По сути, это механизм, который отделяет центральную нервную систему от всего остального».

Но, как и многие физиологические процессы, с возрастом гематоэнцефалический барьер начинает давать сбои — он становится более проницаемым. Это может привести к изменениям памяти уже в среднем возрасте , сказала Комарова. Точное объяснение этого явления пока неясно.

В предыдущих исследованиях Комарова и её коллеги проверяли, что произойдёт, если удалить белок N-кадгерин из клеток, выстилающих кровеносные сосуды. Это привело к повышению проницаемости сосудов в лёгких и головном мозге.

Эндотелиальный N-кадгерин поддерживает кровоснабжение сосудов мозга и пространственную память. Источник: Cell Reports (2025). DOI: 10.1016/j.celrep.2025.115831
В новом исследовании Комарова объединилась с Леоном Таем, доцентом анатомии и клеточной биологии Медицинского колледжа, чтобы выяснить, влияет ли эта утечка на память. Мыши без функционального N-кадгерина могли усваивать задания так же хорошо, как и нормальные мыши, но быстро забывали то, чему научились.

Более детальное изучение мозга этих мышей показало, что проблема связана с белком окклюдином, который способствует формированию плотных контактов в гематоэнцефалическом барьере. Как в стареющем, так и в молодом мозге, лишенном N-кадгерина, наблюдалось меньше запирающих контактов, что приводило к более дырявому барьеру. Молекулярные эксперименты показали, что при взаимодействии белков N-кадгерина на соседних клетках кровеносных сосудов запускается сигнальный путь, стабилизирующий окклюдин, что способствует поддержанию целостности гематоэнцефалического барьера.

В сотрудничестве с доктором Джеффри Лоэбом, заведующим отделением неврологии и реабилитации Медицинского колледжа, Комарова исследовала образцы ткани человеческого мозга из Нейрорепозитория университета, собранные во время операций по поводу эпилепсии. Сравнивая образцы, полученные от пациентов молодого возраста (от 18 до 20 лет) с образцами пациентов среднего возраста (от 40 до 50 лет), они обнаружили, что у пациентов старшей группы наблюдалось снижение уровня как N-кадгерина, так и окклюдина, что соответствует результатам, полученным у мышей.

По ее словам, это исследование впервые рассмотрело, как сигнал, активируемый N-кадгерином, контролирует организацию плотных контактов, участвующих в проницаемости гематоэнцефалического барьера.

По словам Комаровой, поскольку эти нарушения начинают проявляться в среднем возрасте, на довольно ранней стадии процесса когнитивного старения, ещё не «слишком поздно начать лечение». Сейчас её команда изучает, могут ли этапы сигнального пути, активируемого N-кадгерином, стать терапевтическими целями.

«В этой работе показано, что на самом деле терапевтические возможности для лечения любого состояния, связанного с возрастным снижением когнитивных способностей , могут быть гораздо шире », — сказала она.