Среда, 21 февраля, 2024
ДомойЗдоровьеПриродный план борьбы со старением: как голые землекопы меняют наше представление о...

Природный план борьбы со старением: как голые землекопы меняют наше представление о старении

- Advertisement -

Исследователи из Университета Кумамото изучили процесс клеточного старения у голых землекопов (NMR), обнаружив специфичный для ЯМР «естественный сенолитический» механизм, который удаляет стареющие клетки, потенциально способствуя их устойчивости к старению. Исследование, в котором использовались методы как in vitro, так и in vivo, выявило роль метаболизма серотонина и фермента МАО в этом процессе, предлагая понимание стратегий борьбы со старением и методов лечения возрастных заболеваний.

Исследователи из Японии обнаружили уникальный видоспецифичный механизм, используемый голыми землекопами для борьбы с возрастным ухудшением состояния и болезнями.

Голый землекоп (ЯМР), или Heterocephalus glaber, грызун родом из Восточной Африки, который может похвастаться замечательной продолжительностью жизни — более 37 лет. Это делает их самыми долгоживущими грызунами. Их замечательная устойчивость к старению и таким болезням, как рак, вызвала интерес научного сообщества, ведущие исследователи надеются разгадать механизмы, способствующие их долголетию.

Понимание старения в ЯМР

Предыдущие исследования изучали роль ДНК механизмы репарации, стабильность белков и трансляция точность (точное преобразование РНК к белкам) в этом отношении, но молекулярные механизмы/факторы, лежащие в основе их устойчивости к старению, остаются в значительной степени неясными. Более того, вклад клеточного старения в их устойчивость к старению недостаточно изучен.

Клеточное старение (клеточное старение) характеризуется необратимой остановкой деления клеток, которая прогрессирует с возрастом. Стареющие клетки менее склонны к гибели клеток и с возрастом накапливаются в тканях, способствуя хроническому воспалению и нарушая функцию этих тканей. Хотя клеточное старение играет важную роль в старении, мало что известно о его роли в ЯМР.

Голый землекоп Миура Лаборатория

Голого землекопа выращивают в лаборатории Миура Университета Кумамото. Фото: Ёсими Кавамура и Кёко Миура из Университета Кумамото, Япония.

Исследование клеточного старения в ЯМР

С этой целью группа исследователей из Японии под руководством профессора Кёко Миура из отдела исследований старения и долголетия Университета Кумамото провела серию экспериментов in vitro и in vivo, чтобы понять, как происходит клеточное старение в ЯМР и есть ли какие-либо разновидность-специфические механизмы, способствующие подавлению накопления сенесцентных клеток и замедлению их старения. Департамент исследований старения и долголетия Университета Кумамото — единственный центр в Японии, который занимается разведением ЯМР и проводит исследования их устойчивости к старению и раку.

Объясняя обоснование своего исследования, недавно опубликованного в Журнал ЭМБОПрофессор Миура утверждает: «Было доказано, что сенолиз или целенаправленное удаление стареющих клеток тормозит связанное со старением снижение активности у мышей. Однако являются ли результаты, полученные на мышах, обобщенными, остается открытым вопросом. В этом исследовании мы обнаружили специфичный для ЯМР «естественный сенолитический» механизм, который может обеспечить эволюционное обоснование удаления сенесцентных клеток в качестве терапевтической стратегии предотвращения старения».

Результаты и методология

Исследовательская группа использовала низкие концентрации доксорубицина (DXR) — агента, повреждающего ДНК, — чтобы вызвать клеточное старение в фибробластах кожи, полученных с помощью ЯМР и мышей, in vitro. Они заметили, что индукция клеточного старения приводит к прекращению пролиферации клеток из-за остановки клеточного цикла с активацией INK4a и RB (важных факторов индукции клеточного старения) как в ЯМР-, так и в фибробластах мыши. Однако только ЯМР-клетки постепенно и значительно активировали клеточную гибель, что позволяет предположить, что накопление стареющих клеток в ЯМР-клетках может подавляться за счет их удаления.

В ходе дальнейших экспериментов исследователи заметили, что происходит накопление серотонина (нейромедиатора, который передает сигналы между нервными клетками) в нестареющих фибробластах ЯМР, но не в фибробластах мыши. При индукции старения в клетках ЯМР серотонин метаболизировался моноаминоксидазой (МАО; фермент, сильно активируемый в стареющих фибробластах ЯМР после индукции клеточного старения) и превращался в 5-гидроксииндолуксусную кислоту. кислота (5-HIAA; метаболит), выделяющий большое количество перекиси водорода (H2O2).

Инфографика Голые землекопы замедляют старение, уничтожая стареющие клетки

Инфографика, изображающая уникальный «естественный сенолитический» или естественный механизм удаления стареющих клеток, выявленный японскими исследователями у голых землекопов, самого долгоживущего вида грызунов. Они предложили видоспецифичный механизм, включающий активацию передачи сигналов INK4a-RB и метаболизма серотонина, который увеличивает внутриклеточное окислительное повреждение и вызывает последующую гибель стареющих ЯМР-клеток. Фото: Ёсими Кавамура и Кёко Миура из Университета Кумамото, Япония.

Команда предположила, что окислительный стресс, вызванный внутриклеточной выработкой H2O2, предрасполагает стареющие фибробласты ЯМР к пути гибели клеток, что приводит к сенолизу (селективному удалению стареющих клеток). Это было подтверждено наблюдением, что добавление ингибиторов МАО и антиоксидантов ингибирует гибель клеток в фибробластах ЯМР.

Чтобы подтвердить, что аналогичный механизм распространен и in vivo, команда индуцировала клеточное старение в легких мышей и провела ЯМР с помощью блеомицина (агента, повреждающего ДНК). Они заметили, что гибель клеток, вероятно, из-за острой реакции на повреждение ДНК, первоначально увеличивалась на второй день как в клетках легких мышей, так и в клетках легких ЯМР. Однако после первоначального повышения на 2-й день наблюдалось снижение гибели клеток, а к 21-му дню гибель клеток снова увеличилась, только в клетках легких ЯМР.

Будущие направления и выводы

Кроме того, лечение ингибитором МАО значительно подавляло гибель клеток, но увеличивало количество сенесцентных клеток только в легких ЯМР на 21-й день. Это предполагает, что МАО играет роль в индукции гибели клеток и уменьшении количества сенесцентных клеток после индукции клеточной гибели. старение в клетках легких ЯМР. Эти результаты согласуются с результатами in vitro и позволяют предположить, что МАО способствует подавлению накопления стареющих клеток в тканях ЯМР.

«Необходимы дальнейшие исследования, посвященные механизму удаления сенесцентных клеток в тканях ЯМР, чтобы понять, какой тип сенесцентных клеток следует удалять, когда и как. Такие исследования могут помочь в разработке более безопасных и целенаправленных сенолитических препаратов», — говорит профессор Миура, обсуждая будущие шаги.

В целом, эти результаты позволяют предположить, что гибель клеток, опосредованная INK4a-RB, может способствовать удалению сенесцентных клеток в ЯМР, помогая им противостоять дегенерации, связанной со старением. Мы уверены, что, выявив естественный сенолитический механизм у этого долгоживущего вида, это исследование будет способствовать разработке стратегий борьбы со старением и таргетной терапии против возрастных заболеваний, таких как рак.

Ссылка: «Индукция клеточного старения приводит к прогрессирующей гибели клеток через путь INK4a-RB у голых землекопов» Йошими Кавамура, Каори Ока, Такаши Семба, Маюко Такамори, Юки Сугиура, Рийо Ямасаки, Юсуке Судзуки, Такеши Чудзё, Мари Нагасе , Юки Оива, Сюсуке Фудзиока, Саюри Хомма, Юки Ямамура, Шинго Мияваки, Минору Нарита, Такаичи Фукуда, Юсуке Сакаи, Такацугу Ишимото, Кадзухито Томидзава, Макото Суэмацу, Такуя Ямамото, Хидемаса Боно, Хидэюки Окано и Кёко Миура, 11 июля 2023 г., Журнал ЭМБО.
DOI: 10.15252/embj.2022111133

Исследование финансировалось Японским агентством науки и технологий, Японским агентством медицинских исследований и разработок, Японским обществом содействия науке, Научным фондом Такеда, Фондом Мицубиси, Фондом медицинских исследований Канзавы, Японским фондом старения. и здравоохранения, Фонд косметологических исследований KOSE, Фонд исследований рака принцессы Такамацу, Фонд Накатоми, Фонд Наито, Фонд содействия исследованиям рака, Мемориальный бионаучный фонд Като, Фонд медико-биологических наук MSD, Фонд Инамори, SGH Фонд Терумо по наукам о жизни и искусству, Фонд Ичиро Канехара по развитию медицинских наук и медицинской помощи и Фонд Frontier Salon.

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме