Vědci řeší záhadu proti stárnutí – identifikují gen zodpovědný za stárnutí buněk

Přeprogramování buněk může zvrátit stárnutí, což vede ke snížení aktivity a funkce mezenchymálních kmenových buněk / MSC. To je něco, co vědci vědí už nějakou dobu. Ale to, co nepochopili, je to, jaké molekulární mechanismy jsou zodpovědné za tento obrat. Studie zveřejněná dnes v Kmenové buňky Zdá se, že tuto záhadu vyřešil. Zlepšuje nejen znalosti o stárnutí MSC a souvisejících nemocech, ale také poskytuje přehled o vývoji farmakologických strategií ke snížení nebo zvrácení procesu stárnutí.

Výzkumný tým, složený z vědců z University of Wisconsin-Madison, se spoléhal na přeprogramování buněk – společný přístup k aktivaci stárnutí buněk – při stanovení mladého a staršího buněčného modelu geneticky identického s touto studií. „I když souhlasíme s předchozími poznatky o regeneraci MSC přeprogramováním buněk, náš výzkum jde dále a poskytuje pohled na to, jak jsou MSC molekulárně přeprogramovány tak, aby zmírňovaly buněčné znaky stárnutí,“ vysvětlil hlavní výzkumník Wan-Zhu. Lee, Ph.D., je členem fakulty na katedře ortopedie a rehabilitace a katedře biomedicínského inženýrství.

Buňky mezenchymálních kmenových / stromatických buněk

Jak stárnou mezenchymální kmenové / stromové buňky (MSC), je transkripční faktor GATA6 v buňce stále více produkován, aby vyvolal reakci na stárnutí. Pomocí buněčného programování založeného na transkripci, MSC v regeneračním věku se snížením účinků GATA6 na buněčné stárnutí. Uznání: AlphaMed Press

Vědci začali produkovat MSC z lidské synoviální tekutiny (SF-MSC) – tedy tekutiny nacházející se v koleni, lokti a dalších kloubech – a přeprogramovali je na pluripotentní kmenové buňky (iPSC). Poté tyto iPSC vrátili MSC a MSC ve skutečnosti obnovili. „Když jsme porovnávali přeprogramované MSC s neobnovenými mateřskými MSC, zjistili jsme, že aktivity spojené se stárnutím byly v přeprogramovaných MSC výrazně sníženy ve srovnání s aktivitami v jejich mateřských liniích. To naznačuje obrácení stárnutí buněk,“ řekl Dr. Lee.

Tým poté provedl analýzu buněk, aby zjistil, zda došlo ke změnám v globální genové expresi v důsledku přeprogramování. Zjistili, že exprese GATA6, proteinu, který hraje důležitou roli ve vývoji střev, plic a srdce, byla potlačena v přeprogramovaných buňkách ve srovnání s kontrolními buňkami. Toto potlačení vedlo ke zvýšení aktivity proteinu nezbytného pro vývoj plodu, který se nazývá ultrazvukový ježek (SHH), a také k úrovni exprese jiného proteinu, FOXP1, který je nezbytný pro normální vývoj mozku, srdce a plic. „Identifikovali jsme tedy cestu GATA6 / SHH / FOXP1 jako centrální mechanismus, který reguluje stárnutí a regeneraci MSC,“ řekl Dr. Lee.

„Identifikace dráhy GATA6 / SHH / FOXP1 v řízení stárnutí MSC je velmi důležitým úspěchem.“ Řekl Dr. Jan Nolte, šéfredaktor časopisu Kmenové buňky. „Předčasné stárnutí může zmařit schopnost rozšiřovat tyto slibné buňky při zachování funkce pro klinické použití a zlepšené znalosti o cestách, které řídí diferenciaci a stárnutí, jsou neocenitelné.“

Aby bylo možné určit, které z transkripčních faktorů Yamanaka (čtyři přeprogramované geny použité ke generování iPSC) byly zahrnuty do potlačení GATA6 v iPSC, analyzoval tým expresi GATA6 v reakci na nalezení každého faktoru. To poskytlo informace, že pouze OCT4 a KLF4 jsou schopné regulovat aktivitu GATA6, což je nález, který je v souladu s řadou předchozích studií.

„Celkově jsme byli schopni prokázat, že SF-MSC procházejí významnými změnami ve vlastnostech a funkcích v důsledku přeprogramování buněk. Tyto změny v kolektivních iPSC-MSC naznačují zlepšení stárnutí buněk. Nejvýznamněji jsme byli schopni identifikovat signální cestu GATA6 / SHH / FOXP1 jako základní mechanismus. V činnostech souvisejících se stárnutím buněk, “řekl Dr. Lee.

„Věříme, že naše zjištění pomohou zlepšit porozumění stárnutí MSC a jeho významu v medicíně zpětné vazby,“ uzavřel.

Odkaz: „GATA6 reguluje stárnutí mezenchymálních kmenových buněk / buněk Stroma“, autor: Hongli Jiao, Brian A. Wolchak, Ming-sung Li, Madeleine A. Miyo Wan-Zhu Li, 30. listopadu 2020, Kmenové buňky.
DOI: 10,1002 / závod 32297

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Skladování obnovitelné energie v kamenech místo lithiových baterií

V případě přebytku elektřiny z větru nebo slunce se energetická rezerva nabije. To se děje prostřednictvím systému kompresorů a turbín, které čerpají tepelnou...

Houby mohou léčit bakterie a obohatit půdu o živiny

Aeroskulární mykorhizní houby se rozprostírají přes dlouhé vláknité struktury zvané krásně až k zemi. Krásy, menší než lidské vlasy, lze vidět mezi kořeny...

Světlo zapíná barvy a vzory objektů

Nový systém využívá ultrafialové světlo, které se promítá na objekty natřené barvou aktivující světlo, ke změně reflexních vlastností barvy a vytváření obrazů během několika...

Ne! Je pravděpodobnější, že žádosti o půjčku zpracované kolem poledne budou zamítnuty

Úředníci bankovních půjček pravděpodobněji budou schvalovat žádosti o půjčky dříve a později během dne, zatímco „únava z rozhodování“ kolem poledne je spojena s nedodržováním...

Náročné modely před oddělením v Bothnian Bay

19. dubna 2021 Mořský led na severu Baltského moře vykazuje některé přesvědčivé vzory, než se na jaře roztaví a setře. Na rozdíl od mořského ledu, který...

Newsletter

Subscribe to stay updated.