Проучването идентифицира молекулни улики за свързаните с възрастта чревни проблеми

Your fingerprints reveal more than you think | Simona Francese (Юни 2019).

Anonim

Чревните стволови клетки се подмладяват ежедневно, така че червата ще останат здрави и ще функционират нормално, но ново проучване в " Клетъчни доклади" предполага, че също така остаряват заедно с хората и губят регенеративния си капацитет.

Съобщавайки данните си онлайн 14 март, изследователите предполагат, че реактивирането на сигнализирането на ключова молекула, изгубена в стареенето на чревните стволови клетки, може да възстанови здравата чревна функция при по-възрастните хора. Изследването е проведено на мишки и човешки чревни органоиди от учени в Медицински център за детска болница в Синсинати и Института по молекулярна медицина, стволови клетки и стареене в Улмския университет в Германия.

Изследователите казват, че изследването им е първото, което показва, че чревните стволови клетки - които позволяват на различни типове чревни клетки да се възобновят - възраст, както хората правят. Това също е първото, което дава ясни доказателства, че намаленото сигнализиране в чревните стволови клетки (ISCs) от Wnt протеина - което е важно за клетъчната пролиферация и обновяване - задвижва процеса на стареене и загубата на способността на ISC да подмладява чревните тъкани.

"Влошаването на сигнала на Wnt в застаряващите чревни стволови клетки може да помогне да се обяснят дисбалансите в усвояването на хранителни вещества и хранителни вещества при възрастните хора, но нашата статия също показва, че биологията ни позволява да обърнем този процес, като възстановим сигнализацията на Wnt", казва Хартмут Гейгър от изследването. "Фармакологичните интервенции ще трябва да бъдат планирани въз основа на тази констатация, но сега знаем къде да започнем."

Гейгър е член на отдела по експериментална хематология и биология на рака в Синсинати.

Стар срещу млад

При тестове, сравняващи червата на млади мишки (на възраст 2 до 3 месеца) с тези на възрастни мишки (наближаващи 2 години), изследователите забелязали значителни разлики в структурната архитектура на червата.

Торти от по-стари мишки показват намален брой криптове (мукозни жлези), а структурите са по-дълги и по-широки, отколкото при по-младите животни. По-старите черва също имат по-дълги люспи (абсорбиращи тъкани) и повишен брой клетки. Но изследователите също забелязват, че има по-малко активни клетки, разделящи се в червата на по-старите мишки.

След това авторите на изследването търсят различни характеристики в МКС на млади и стари мишки. Въпреки че не са наблюдавали разлики в броя на ISCs, те са наблюдавали намалено присъствие на молекулни маркери, които означават функцията ISC. Това ги накарало да заключат, че функцията на ISC намалява в по-старите черва.

Намиране на Wnt

За да се идентифицират генетично задвижвани молекулярни процеси, които напомнят стареенето и намаляването на функцията в ISCs (и в Paneth и гранулите се образуват), изследователите подлагат ISCs на RNA анализ на секвенцията. Тези тестове показват значително намаляване на генната експресия в по-старите клетки, включително регулиране надолу на молекулярните пътища, включващи гените PPAR, SMAD и Wnt.

Тъй като Wnt играе особено важна роля в регулирането на МКС, изследователите се фокусираха върху този път. При млади и стари мишки те тестваха присъствието и силата на Wnt сигнализиращия път в клетките на мезенхима - който образува съединителна и скелетна тъкан. Мезенхимът напоследък е идентифициран в други проучвания като предоставящ поддържаща среда за формиране на ISC.

Авторите също така тестваха сигнала на Wnt в различни чревни клетки от млади и стари мишки, по-специално гоблени и Paneth клетки, които отделят протеини и антимикробни пептиди, които са важни за поддържането на здрави черва. И в двата случая наблюдаваха спад на Wnt в чревните тъкани от по-възрастните животни.

При тестването на генерирани в лабораторни условия човешки и миши интестинални органоиди, изследователите също са наблюдавали спад в сигнализацията на Wnt в по-старите черва заедно с променени чревни структури и индикации за намалена функция.

Молекулярно възстановяване

Изследователите завършват изследването си чрез тестване на възстановяването на Wnt сигнализирането в червата чрез добавяне на Wnt3a (индуктор на Wnt сигнализиране) в стари миши и човешки органоидни модели, които са били генерирани с дарени човешки клетки. Това подмладява регенериращия потенциал на ISCs в системите за моделиране на мишки и хора. Той също така подсилва генерирането на Paneth и гоблени клетки и подтиква увеличаването на броя на чревните криптове и други критични структури.

Учените продължават текущото проучване, като се опитват да определят степента, до която терапевтичната намеса за подмладяване на МКС може да бъде от полза за хората.

Популярни Публикации

Препоръчано