Запрограммированное старение: контролируемый генами рост в молодости приводит к старению стволовых клеток крови в пожилом возрасте

Прочитано: 165 раз(а)
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (1 голосов, среднее: 5,00 из 5)
Loading ... Loading ...


На протяжении всей жизни кровь постоянно пополняется за счет стволовых клеток крови. Однако в старости эти клетки теряют свою функциональность. Исследователи из Института старения им. Лейбница — Института Фрица Липмана (FLI) обнаружили генный механизм, отвечающий за старение гемопоэтических стволовых клеток. Ген Igf2bp2 важен в молодости для полноценного функционирования этих клеток, так как он активирует их рост и метаболизм. Однако когда ген отсутствует, потеря функции стволовых клеток, связанная со старением, неожиданно уменьшается. Возможное старение гемопоэтических стволовых клеток, по-видимому, уже запрограммировано их генным ростом в молодости.

В какой момент мы начинаем стареть? Об этом некоторое время размышляли ученые. Начинается ли старение уже в раннем возрасте или этот процесс начинается еще в эмбрионе? Первоначальные исследования червей показали, что отсутствие определенных генов роста замедляет их развитие, но также может задерживать их старение. Ранее было неясно, существует ли эта связь и у млекопитающих, и поэтому она была более подробно исследована в текущем исследовании гемопоэтических стволовых клеток мыши , результаты которого теперь опубликованы в журнале Blood .

Фактор роста Igf2bp2 контролирует функцию стволовых клеток крови в раннем возрасте.

Исследователи из Института старения Лейбница — Института Фрица Липмана (FLI) в Йене смогли продемонстрировать, что у мышей фактор роста Igf2bp2 контролирует функцию гемопоэтических стволовых клеток в молодом возрасте, активируя метаболизм и рост стволовых клеток. «После этого ген замолкает и теряет свою функцию, он практически не проявляет активности в стволовых клетках в пожилом возрасте», — объясняет профессор К. Ленхард Рудольф, руководитель исследовательской группы FLI и профессор молекулярной медицины Йенского университета. «Удивительно, но у мышей, у которых мутирован ген, наблюдается снижение возрастной потери функции стволовых клеток крови в пожилом возрасте, даже несмотря на то, что ген больше не активен. Это позволяет предположить, что функция гена Igf2bp2 в раннем возрасте приводит к старение стволовых клеток».

Гемопоэтические стволовые клетки в костном мозге постоянно обеспечивают поступление новых клеток в систему крови на протяжении всей жизни, а также то, что в стрессовых условиях, таких как инфекции, воспаления или кровотечения, можно немедленно начать производство необходимых клеток крови. Кроветворение, также называемое кроветворением, регулируется сложной системой стволовых клеток. Активность метаболизма и сигналов роста вносит решающий вклад в развитие функции стволовых клеток. Однако по мере старения организма увеличивается метаболическая активность .также может привести к функциональному истощению гемопоэтических стволовых клеток. О том, предопределяет ли метаболическая и делящая активность гемопоэтических стволовых клеток во время эмбрионального развития или в подростковом возрасте более позднее старение клеток, ранее не сообщалось, и поэтому это является предметом настоящего исследования.

Старение стволовых клеток крови может быть запрограммировано в клеточной памяти развития

Экспериментальные результаты текущего исследования предполагают, что активация роста и метаболизма у молодых мышей предварительно программирует последующую потерю функции гемопоэтических стволовых клеток и записывает это в клеточную память. Ген Igf2bp2 управляет ростом и метаболической активностью в молодом возрасте, но эта активность способствует возрастной потере функции гемопоэтических стволовых клеток в более позднем возрасте.

«Результаты исследования показывают, что для беспрепятственного развития наших стволовых клеток крови необходим определенный рост и метаболическая активность. Однако эти два процесса одновременно прожигают себя в наших клетках как своего рода память, а затем способствуют утрате функции стволовых клеток. стволовые клетки крови в более позднем возрасте», — постулирует профессор Рудольф. «Механистические принципы, лежащие в основе этой клеточной памяти, до сих пор в значительной степени неизвестны. Но если бы мы смогли понять это достаточно хорошо, можно было бы разработать новые методы лечения для улучшения здоровья в пожилом возрасте».

Новая подгруппа стволовых клеток крови

Настоящее исследование было проведено в сотрудничестве с системным биологом профессором Адамом Л. Маклином и его коллегой Меган Роммельфангер из Университета Южной Калифорнии, Лос-Анджелес, США. Исследовательская группа специализируется на изучении генов на уровне одной клетки. Используя этот опыт, ученые смогли идентифицировать новое подмножество гемопоэтических стволовых клеток , которые проявляют особенно сильную активность Igf2bp2-зависимого метаболизма и роста у мышей-подростков.

«Фаза активности гена Igf2bp2 в молодом возрасте может вызвать своего рода память в стволовых клетках крови , — предполагают исследователи, — которая затем способствует дисфункции системы крови в пожилом возрасте». Доктор Мяомиао Суо, первый автор исследования, считает, что здесь могут иметь значение химические изменения в генетической информации или эпигенетических факторах. «Мы стареем, потому что растем. Мы не можем обойти это. Но в будущем может стать возможным стирание клеточной памяти метаболической и ростовой активности, тем самым ускоряя процесс старения», — заключает профессор Рудольф.

Запрограммированное старение: контролируемый генами рост в молодости приводит к старению стволовых клеток крови в пожилом возрасте



Новости партнеров