Neurogeneze představuje proces tvorby nových neuronů z populací kmenových buněk, po kterém následuje integrace těchto nově vzniklých buněk do stávajících nervových sítí. V mozku dospělého jedince je neurogeneze nezbytná pro procesy paměti a učení a předpokládá se, že významně přispívá k omezené regenerační kapacitě mozkové tkáně. Možnost zvýšení míry neurogeneze by mohla nabídnout cestu k efektivnější opravě poškozeného mozku a k obnově ztracených funkcí v mozku stárnoucího jedince.
Pohled na neurogenezi v širších souvislostech odhaluje značnou komplexnost, z níž velká část dosud nebyla detailně prozkoumána. Například zůstává otázkou, které buněčné populace jsou přesně zodpovědné za generování nových neuronů, jaké jsou jejich regulační mechanismy a proč jejich aktivita s věkem klesá. Neurogeneze nevychází pouze z jedné buněčné populace; neomezuje se jen na nervové kmenové buňky, přičemž i tento termín zahrnuje mnoho odlišných typů a lokalizací buněk v mozku. Některé zdroje neuronů se dokonce nacházejí mimo mozkovou tkáň, byť v její blízkosti.
Nedávná studie s otevřeným přístupem objasňuje práci potřebnou k identifikaci pouze jedné z mnoha buněčných populací, které mohou sloužit jako zdroje nových neuronů pro dospělý mozek. V tomto případě se jedná o buňky sídlící v kostní dřeni lebky. Autoři výzkumu popsali jak specifickou subpopulaci mezenchymálních kmenových buněk, která generuje neurony, tak i způsob, jak jejich aktivitu příznivě ovlivnit prostřednictvím zvýšené exprese genu ANKRD1. Virová genová terapie, podávaná systémově, avšak s omezenou expresí ANKRD1 díky promotoru, vedla u stárnoucích myší ke zvýšení neurogeneze a následnému zlepšení kognitivních funkcí.
Studie nazvaná „ANKRD1 sustains a neurogenic BMSC niche and counters cognitive aging“ dále uvádí, že kraniofaciální mezenchymální stromální buňky kostní dřeně (BMSCs) pocházejí z kmenových buněk neurální lišty (NCSCs). Tyto buňky představují přechodnou embryonální progenitorovou populaci s různorodými vývojovými liniemi, včetně periferních neuronů a glie. Objevují se důkazy, že dospělé BMSCs si uchovávají stopy svého NCSC dědictví a vykazují latentní neurogenní plasticitu, kterou by bylo možné využít pro nervovou regeneraci. I přes pokrok v charakterizaci multipotence BMSCs však transkripční okruhy udržující jejich neurální kompetenci během stárnutí a mechanismy, jimiž se zhoršují, zůstávaly nevyřešeny.
V rámci této studie bylo pomocí sekvenování RNA jednotlivých buněk (scRNA-seq) lidských BMSCs zjištěno, že existuje diskrétní subpopulace vykazující molekulární znaky neurogenního potenciálu. Analýza obohacení genů identifikovala ANKRD1 jako vysoce postaveného kandidáta a následné validační studie potvrdily jeho roli jako klíčového regulátoru tohoto neurogenního fenotypu. Předpokládá se, že ANKRD1 může udržovat neurogenní kompetenci v nediferencovaných BMSCs, což je schopnost, která je progresivně narušována stárnutím nebo transkripčním přeprogramováním spojeným s diferenciací. Mechanisticky, profilování interakce protein-DNA odhalilo, že ANKRD1 se přímo váže na enhancerové prvky genů SOX2 a NESTIN, čímž udržuje jejich expresi a posiluje charakteristiky neurální linie.
Významným zjištěním je, že cílené dodání ANKRD1 do neuronů u stárnoucích myší obnovilo deficity prostorové paměti. Tato zjištění etablovávají ANKRD1 jako terapeuticky ovlivnitelného regulátora, který udržuje neurogenní chromatinové rezervoáry k podpoře neurokognitivní odolnosti, čímž otevírá nové možnosti pro boj proti kognitivnímu stárnutí.