Витамин оздоровил стволовые клетки и продлил жизнь мышей

Витамин оздоровил стволовые клетки и продлил жизнь мышей

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

Олег Лищук

N+1

Похожие новости:
Биологи создали нелысеющих мышей
Японские ученые обнаружили, что потеря волос связана со снижением выработки коллагена в эпидермальных стволовых клетках. Искусственное увеличение выработки коллагена позволило вывести линию мышей, у которых возрастная потеря волос была в несколько раз меньше, чем у обычных грызунов. Результаты работы ..
2016-02-05 1029 0 Разное, интересное
0
Чувство голода существенно продлевает жизнь
Воздержание в еде продлевает жизнь, считают исследователи из Юго-Западного медицинского центра Техасского университета (США). В своей новой работе они предложили способ продления жизни, не подразумевающий соблюдения строгих диет. Ученые создали генетически модифицированных мышей, у которых самцы жили на 30, а самки ..
2012-10-18 1819 0 Разное, интересное
0
Пересадка клеток из мозга человека изменила умственные способности мышей
Ученые изменили мозг мышей, добавив туда клеток из организма человека — и в результате уровень интеллекта модифицированных грызунов резко вырос. Нейроны (клетки, отвечающие за мыслительные процессы) сохранили естественный облик, но практически все глиальные клетки (обеспечивающие жизнедеятельность нейронов) ..
2014-12-02 1344 0 Разное, интересное
0
Доказаны противораковые свойства грецких орехов
Команда исследователей из Лаборатории геномной медицины имени Джексона выяснила, что употребление в пищу грецких орехов влияет на микрофлору кишечника таким образом, что снижает вероятность заболевания колоректальным раком. Исследование опубликовано в журнале Cancer Prevention Research.Ученые обнаружили, что если ..
2016-06-06 1387 0 Разное, интересное
0
Ученые обнаружили ген иммунитета
Ученые из исследовательского центра USDA HNRCA обнаружили ген под названием FAT10. Всего лишь один ген, который играет ключевую роль в управлении иммунной системой и обменом веществ. До сих пор точная роль FAT10 была неизвестна, ученые знали только то, что ген включается ..
2014-04-03 1620 0 Разное, интересное
0
Нейронные «леса» вживили в мозг
Ученые из Национального института биомедицинской визуализации и биоинженерии (National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering) разработали наноструктуры, позволяющие внедрить в головной мозг сети из нейронов и улучшить приживаемость последних. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.Цель авторов работы заключалась ..
2016-03-19 1011 0 Разное, интересное
0
Регенерация зубов у крокодилов. Возможно ли это у людей?
Ученым давно известно о способности зубов аллигаторов к регенерации, но до сих пор считалось, что этот процесс «запрограммирован» и происходит у них периодически – как смена кожи у змей и линька у птиц. Новое исследование показало, что регенерация запускается по необходимости: если зуб потерян, на его месте вырастает новый.Чтобы ..
2013-06-18 1891 0 Разное, интересное
0
Впервые создан гибрид свиньи и человека
Биологи из США, Испании и Японии создали химеры — гибриды свиньи и человека. Соответствующее исследование впервые опубликовано в журнале Cell, кратко о нем сообщает Nature News.Гибриды получались следующим образом. Ученые в более 1,4 тысячи свиных зародышей вводили один из трех ..
2017-01-29 7788 0 Разное, интересное
0
Полимерная подложка увеличила приживаемость нейронов в мозге в 38 раз
Американские ученые разработали технологию, позволяющую увеличить рост и повысить приживаемость нейронов, выращенных из стволовых клеток и введенных в мозг мышей. Результаты исследования опубликованы в Nature Communications.Биополимеры на основе аминокислот были сконструированы для биомедицинских исследований. Ранее ученые выяснили, ..
2016-03-21 996 0 Разное, интересное
0
Причину ухудшения памяти нашли в кишечнике
Согласно результатам исследования биологов из Центра молекулярной медицины, длительный курс антибиотиков, который уничтожает кишечные бактерии, замедляет рождение новых клеток мозга и приводит к нарушению памяти. Это свидетельствует о взаимосвязи между микрофлорой пищеварительной системы и головного мозга. ..
2016-05-23 1418 0 Разное, интересное
0
У червей-паразитов нашли способность заражать человека раком
Паразитические ленточные черви запустили процесс формирования раковых клеток в организме 41-летнего колумбийского мужчины, в результате в его легких и лимфатических узлах начали развиваться злокачественные опухоли. О редком, но не исключительном случае болезни медики рассказали на страницах журнала New England Journal ..
2015-11-05 1049 0 Разное, интересное
1
Обучение вызывает физическое повреждение мозга
После проведения ряда экспериментов на лабораторных мышах, ученые пришли к выводу, что помимо психологических и других эффектов, обучение вызывает физическое повреждение мозга. А если точнее, группа исследователей выяснила, что вне зависимости от того, насколько быстро мышь воспринимала получаемую ..
2013-04-1 1615 0 Разное, интересное
1
Мышам пересадили человеческий гипофиз
Ученые вырастили из человеческих стволовых клеток гипофизарную ткань, способную секретировать гормоны. Пересаженная мышам с недостатком функциональности их собственного гипофиза, она восстановила у них нормальный гормональный обмен. Результаты работы публикует журнал Stem Cell Reports.Гипофиз — ключевой орган эндокринной ..
2016-06-15 810 0 Разное, интересное
0
Обитатель глубин рассказал учёным о секретах бессмертия
Крошечный пресноводный полип гидра давно вызывает огромный интерес учёных. Во многом он связан с тем, что это животное фактически бессмертно и не проявляет никаких признаков старения.  С биологической точки зрения необычное явление объясняется тем, что гидры размножаются почкованием и обладают ..
2012-12-12 2018 0 Разное, интересное
0
Мозговые клетки могут жить намного дольше, чем тело
Исследователи из итальянского Университета Павии пришли к выводу о том, что клетки мозга могут жить в два раза дольше по сравнению со всем организмом. Специалисты, которые занимались изучением секретов долголетия, решили провести исследование с участием грызунов, в процессе которого эмбрионам крыс ..
2013-03-2 1676 0 Разное, интересное
0