Наблюдение за делением старой дрожжевой клетки показывает и накопление факторов старения, и параллельное омоложение дочерней клетки. Таким образом, старение и омоложение тесно взаимосвязаны. Интригующее наблюдение было сделано в тканях мыши, где в непосредственной близости от перепрограммированных клеток были обнаружены стареющие клетки. Это также может свидетельствовать о том, что при мышином омоложении одновременно происходит накопление факторов старения и, следовательно, старение в других клетках.
На дрожжах мутации, влияющие на диффузионный барьер, приводят к возмущенному удержанию и, следовательно, замедлению накопления факторов старения в материнской клетке, что, в свою очередь, приводит к увеличению продолжительности жизни на стоимости их дочерних клеток.
Снижение старения последовательно коррелировало с уменьшением возможностей перепрограммирования у мышей. Остается открытым вопрос, обеспечивают ли подобные механизмы омолаживание на дрожжах и перепрограммирование в клетках млекопитающих. К сожалению, низкая частота перепрограммирования по-прежнему затрудняет многие эксперименты, направленные на решение этих вопросов.
Очень перспективным для области омоложения был вывод о том, что частичное перепрограммирование продлевает срок жизни мышей HGPS. Как обсуждалось выше, доказательств продления жизни у мышей дикого типа, а также более тщательной характеристики различных тканей, в том числе мозга, в нетравмированных условиях ждут с нетерпением.
Тем не менее, даже при наличии заболевания весь организм извлекает выгоду из циклического применения ОСКМ, предполагая, что, либо все органы были омоложены, либо только некоторые из них являются наиболее критичными для выживания мышей.
На самом деле, существует лишь очень ограниченное количество знаний о том, как стареют различные органы и какие из них более важны для выживания. Сравнение транскриптома и протеома мозга и печени у молодых и старых крыс выявило удивительно большие различия между этими двумя органами.
Изучение изменений эпигеномного и транскриптомного ландшафта сердца, печени, мозжечка и обонятельной колбы у молодых, средних и старых мышей позволило провести четкое различие между различными тканями и возрастом. Таким образом, органы стареют по-разному, и поэтому они могут по-разному выиграть от омолаживающего эффекта перепрограммирования.
Хотя о старении в разных органах и о том, как это влияет на физическую форму целого человека, мало что известно, остается еще более загадочным, как частичное перепрограммирование омолаживает весь организм. Какие органы выигрывают от такого лечения? И внутри органа, полезно ли это только для деления клеток, или признаки старения также уменьшаются в постмитотических клетках? Изучение мозга в контексте циклической экспрессии ОСКМ было бы чрезвычайно проницательным.
Мозг взрослого человека состоит из постмитотических дифференцированных клеток, таких как нейроны, астроциты и олигодендроциты, но все же содержит делящиеся НСК в определенных областях. Таким образом, можно было бы сравнить омолаживающий эффект на делящиеся и неделящиеся клетки.
Кроме того, наблюдается возраст зависимое снижение пролиферации ННК, что приводит к уменьшению количества вновь образующихся нейронов. Обратится ли частичное перепрограммирование к этому фенотипу и увеличит ли пролиферацию взрослых ННЦ? Если да, то это может быть свойственным клетке с омолаживающим эффектом или следствием омоложения ниши.
Если эффект экспрессии ОСКМ обусловлен главным образом эпигенетическими изменениями и, следовательно, измененной экспрессией генов, то следует также омолодить и постмитотические клетки, такие как нейроны. Отменяет ли это возраст-ассоциированные признаки в нейронах? Если да, то это может иметь широкие последствия для всего мозга. Способно ли частичное перепрограммирование омолодить весь мозг, и если да, то превращает ли оно его обратно в молодое состояние? Могут ли мыши потерять воспоминания, которые они приобрели во время старения? Изучение мозга старых мышей дикого типа в режиме короткого и циклического перепрограммирования дало бы ответы на многие из этих вопросов и могло бы преподнести некоторые сюрпризы.
Взятая вместе, область перепрограммирования быстро развивается и помимо больших возможностей для потенциального лечения болезней, она также дает совершенно новые знания для исследований старения.
Тот факт, что перепрограммирование стирает признаки старения, хотя прямое перепрограммирование и не стирает, может быть ключом к выявлению истинных факторов старения и молекулярных механизмов омоложения.
И, наконец, если частичное перепрограммирование действительно омолодит весь организм, то такой режим позволил бы исследовать старение и омоложение не только в пределах одной клетки, но и целых органов. Таким образом, перепрограммирование может стать ключевым процессом в изучении старения.