У мышей среднего возраста, получавших пептид GHK-Cu внутрибрюшинно или интраназально, улучшались поведенческие показатели, но формировались разные программы старения гиппокампа

Возрастное снижение когнитивных функций обусловлено консервативными биологическими механизмами старения, однако в настоящее время не существует геротерапевтического средства, непосредственно воздействующего на эти процессы в головном мозге. Глицил-L-гистидил-L-лизин, связанный с медью (GHK-Cu), представляет собой эндогенный пептид с регенеративными и противовоспалительными свойствами, содержание которого снижается с возрастом. Остаётся неясным, зависят ли его эффекты на когнитивное старение от пути введения или продолжительности воздействия. Старым мышам линии C57BL/6J в возрасте 20–21 месяца вводили GHK-Cu в дозе 15 мг/кг внутрибрюшинно в течение короткого периода (IP; 5 дней) или интраназально в течение более длительного периода (IN; 8 недель). Обучение поиску выхода, зависящее от гиппокампа, оценивали с помощью задачи на пространственную навигацию. Молекулярные эффекты изучали методом иммуногистохимии гиппокампа и bulk-секвенирования РНК. Дифференциальную экспрессию генов анализировали с помощью DESeq2 с поправкой на частоту ложных открытий (FDR), а изменения на уровне сигнальных путей оценивали методом анализа обогащения наборов генов (GSEA). Интраназальное введение GHK-Cu улучшало латентность достижения цели в испытаниях 2–4 у мышей обоих полов (< 0,05), тогда как внутрибрюшинное введение обеспечивало преходящее улучшение у самцов только во время испытания 2 (< 0,05), без устойчивого эффекта и улучшения у самок. Интраназальное лечение повышало уровень синаптофизина у самок (< 0,001) и снижало уровень GFAP у мышей обоих полов (< 0,01), тогда как внутрибрюшинное введение уменьшало уровни TGF-β, GFAP и MCP-1 у самцов (< 0,05) и снижало уровень p21 у самок (< 0,0001). Транскриптомный анализ выявил различные молекулярные программы. Интраназальное введение GHK-Cu вызывало согласованное подавление окислительного фосфорилирования (нормированный показатель обогащения [NES] −5,44 у самцов и −4,20 у самок; FDR < 0,0001) и сигнальных путей — мишеней MYC (у самок NES −4,31; FDR < 0,0001), а также дополнительное ослабление сигнального пути PI3K–AKT–mTOR у самок (NES −3,15; FDR = 0,062). Напротив, внутрибрюшинное введение активировало окислительное фосфорилирование (у самок NES 4,97; FDR < 0,001), репарацию ДНК (NES 5,58; FDR < 0,001) и мишени MYC (NES 4,34; FDR = 0,002), что указывает на вовлечение путей острого стрессового ответа и репарации. GHK-Cu улучшает гиппокамп-зависимое обучение у старых мышей посредством различных биологических механизмов: внутрибрюшинное введение активирует пути репарации и стрессового ответа, тогда как интраназальное введение вызывает устойчивое подавление сигнальных путей роста и митохондриального метаболизма, связанных с биологией старения. Эти результаты показывают, что функциональное улучшение когнитивных показателей может возникать при различных молекулярных состояниях, и указывают на путь введения и продолжительность воздействия как на ключевые детерминанты ответа на геротерапевтическое лечение.