Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

Витамин оздоровил стволовые клетки и продлил жизнь мышей

Швейцарские ученые обнаружили, что окисленный никотинамидадениндинуклеотид (НАД+) управляет процессом старения стволовых клеток, действуя на активность митохондрий.

Витамин оздоровил стволовые клетки и продлил жизнь мышей
Мышечная ткань пожилых мышей до, через неделю и две недели после повреждения токсином без (сверху) и после курса НР


В эксперименте назначение биологического предшественника НАД+ никотинамидрибозида (НР) мышам улучшило состояние их мышечных, нервных и пигментных стволовых клеток, что увеличило продолжительность жизни животных. При этом НР представляет собой ничто иное как производное ниацина, или витамина В3. В другом исследовании американский научный коллектив определил концентрацию НАД+ в разных клеточных структурах и выявил механизмы ее поддержания в митохондриях. Отчеты о работах и экспертный комментарий к ним опубликованы в журнале Science.



Сотрудники Федеральной политехнической школы в Лозанне с коллегами сравнили экспрессию генов в мышечных стволовых клетках молодых (около трех месяцев) и пожилых (около 24 месяцев) мышей. Они выяснили, что наиболее сильно при старении снижается активность митохондриальных генов цикла трикарбоновых кислот и окислительного фосфорилирования. Эти процессы тканевого дыхания обеспечивают клетку энергией в виде АТФ. Дисфункцию митохондрий подтвердило также непосредственное выявление снижения их мембранного потенциала, уменьшение уровня дыхания и истощение клеточных запасов АТФ. Также при старении снижалась экспрессия генов сигнального пути стрессорного ответа UPRmt, который обеспечивает адаптацию митохондрий, и генов клеточного цикла. При этом повышалась экспрессия генов старческого воспалительного секретома клеток.

Также ученые убедились, что в стволовых клетках пожилых мышей снижена концентрация НАД+. Этот кофактор окислительно-восстановительных ферментов, служащий переносчиком электронов, необходим для работы митохондрий, ядра и других клеточных структур. Шестинедельный курс НР повысил концентрацию НАД+ в мышечных стволовых клетках и молодых, и пожилых мышей, и увеличил их количество в мышцах. Кроме того, у мышей старшего возраста препарат независимо от стволовых клеток улучшил функцию мышц, действуя непосредственно на их волокна. Положительное влияние НР на состояние мышечной ткани подтвердили у животных с токсическим повреждением мускулатуры и трансгенных животных с мышечной дистрофией.

Иммунохимический анализ и электрофорез на геле выявили в клетках пролеченных пожилых мышей уменьшение уровней маркеров возрастных повреждений ДНК — разрывов цепей, фофорилирования гистона 2A.X и бета-галактозидазы. Также в клетках снизилось содержание мРНК, кодирующих циклинзависимый ингибитор киназы 1 типа (CDKN1A) и связанных с ним провоспалительных белков. При этом повысилась экспрессия ферментов окислительного фосфорилирования и пути UPRmt, а также белков клеточного цикла, увеличились мембранный потенциал митохондрий и концентрация АТФ в клетке. Опыты с трансгенными мышами показали, что положительный эффект терапии связан с ее действием на сиртуин-1 — НАД+-зависимую деацилазу, стимулирующую биогенез митохондрий. Также ученые выяснили, что повышение уровня белков UPRmt и клеточного цикла обусловлено тем, что НР стимулирует экспрессию прогибитинов, реагирующих на митохондриальный стресс. Изучение других тканей до и после курса НР показало, что препарат повышает пролиферацию нервных стволовых клеток в мозге и предотвращает возрастное уменьшение числа меланоцитов в волосяных фолликулах.

Также НР вызывал небольшое, но значимое увеличение средней продолжительности жизни пожилых мышей (868 против 829 дней в контрольной группе). По мнению исследователей, слабо выраженное действие препарата на продолжительность жизни связано с тем, что его назначали животным, уже достигшим пожилого возраста (24 месяца). Это значит, что процесс старения может быть отчасти обусловлен нарушением гомеостаза НАД+ в стволовых клетках, заключили авторы работы.

Группа ученых из Орегонского университета здоровья и наук уточнила распределение НАД+ в разных клеточных структурах. Для этого они создали количественный молекулярный сенсор, состоящий из флуоресцирующего белка Venus и НАД+-связывающего домена бактериальной ДНК-лигазы. С его помощью они выяснили, что содержание кофермента примерно соответствует константе Михаэлиса для поли(АДФ-рибоза)-полимеразы (PARP) в ядре и сиртуинов в митохондриях. Это свидетельствует о том, что концентрация НАД+ регулирует активность указанных ферментов в соответствующих клеточных структурах. Дальнейшие эксперименты с выключением ферментов семейства NMNAT, синтезирующих НАД+, показали, что митохондрии имеют по меньшей мере два источника этого кофермента. Они могут как получать его из цитоплазмы, так и синтезировать самостоятельно.

Значение НАД+ для функционирования митохондрий и, как следствие, для контроля клеточного старения делает направленные на его метаболизм лечебные методики потенциальным способом продления жизни. Однако для этого необходимо подтвердить полученные результаты в исследованиях на людях, а также разработать оптимальные схемы терапии.

Автор: Олег Лищук





Ссылка на источник

Tags: ДНК, витамины, генетика, исследования, метаболизм, старость, стволовые клетки, физиология
Subscribe

Posts from This Journal “стволовые клетки” Tag

Buy for 20 tokens
На днях наш корреспондент посетила лекцию Георгия Носова (Georgii Nosov), нейробиолога из Университета Мюнстера, который рассказывал о поучительных историях из жизни нейронов и людей, их изучающих. «Главными героями» лекции стали эксперименты, которые сыграли ключевую роль в…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments