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

Hojnost života v korálových útesech je záhadná již od dob Charlese Darwina – nový výzkum poskytuje odpovědi

Ryby krmící plankton často kontrolují shromáždění ryb v oceánských korálových útesech. Uznání: Dr. Christina Skinner Studie odhaluje otevřenou mořskou vodu, která byla dříve považována...

Vysvětlují mladiství „tyrani“ – potomci masožravých dinosaurů nedostatek rozmanitosti dinosaurů?

Nový výzkum naznačuje, že potomci obrovských masožravých dinosaurů, jako je Tyrannosaurus rex, mohli zásadně přetvořit svá společenství překonáním menších konkurenčních druhů. Fotografický kredit:...

Datové limity mohou zmizet s novými optickými anténami – „světelné kroužky“

Vědci z Kalifornské univerzity v Berkeley našli nový způsob řízení vlastností světelných vln, který by mohl radikálně zvýšit množství dat, která přenášejí. Ukázali...

Odhalení vzácného ošetření mrtvoly „Mud Carapace“ pro egyptské mumie – a případ falešné identity

Mumifikovaná osoba a rakev ve sbírce Nicholson Collection v muzeu křídla Chau Chak, University of Sydney. A. Mumifikovaný jedinec zabalený v moderním pouzdře...

Asteroidový prášek nalezený v kráteru uzavírá případ o tom, co zabilo dinosaury

Vědci se domnívají, že jednoznačným spojením toho, co dinosaury zabilo jejich vyhynutí, s asteroidem, který zasáhl Zemi před 66 miliony let, našli klíčový důkaz:...

Newsletter

Subscribe to stay updated.