Анализ митохондрий в iN, полученных из старых фибробластов, выявил возрастные дефекты, в том числе измененную морфологию, более низкий мембранный потенциал, сниженную выработку энергии и повышенный уровень окисленного белка .
Интересно, что эти изменения были более выражены в нейронах по сравнению с фибробластами, из которых они были получены. Это можно объяснить метаболическим сдвигом от гликолиза в фибробластах к окислительному фосфорилизу в нейронах, повышающим уязвимость митохондрий к старению в нейронах.
Наконец, белковые агрегаты наблюдались и в iN. Несмотря на то, что нейроны, генерируемые пациентами с болезнью Хантингтона, в iPSC не показывали агрегатов HTT или только при обработке ингибиторами протеасомы, в клетках iN были обнаружены агрегаты HTT .
При дифференциации iPSC пациента на фибробласты до генерации iN агрегаты HTT не формировались, что свидетельствует о том, что формирование агрегатов не индуцируется трансдифференцировкой, а предотвращается омоложением iPSC.
Таким образом, исследовали активность протеасомы и действительно обнаружили снижение уровня иН старых фибробластов по сравнению с теми, которые когда-то находились в состоянии плюрипотентности.
Все эти исследования свидетельствуют о том, что признаки старения эффективно удаляются при перепрограммировании через состояние iPSC, но поддерживаются прямым линейным преобразованием, которое не связано с делением клеток. Это наблюдение не только интересно для моделирования заболеваний, но и позволяет получить важное представление о процессе старения и о том, как он может быть реверсирован во время перепрограммирования.
В чем разница между перепрограммированием и прямым преобразованием линии?
Существует несколько различий, которые могут объяснить разницу в омоложении. Используются различные транскрипционные факторы или небольшие молекулы, тем самым активируя различные транскрипционные программы. Используются ли транскрипционные факторы для перепрограммирования, но не для прямого перепрограммирования, очищая признаки старения?
Может ли один из факторов Yamanaka сам по себе стереть старение в iN, это интересно проверить? Кроме того, разница в делении клеток может играть важную роль: в то время как при перепрограммировании клетки делятся многократно, для прямого перепрограммирования не требуется никакого деления клеток. На самом деле, только клетки, которые делятся, могут быть перепрограммированы, говоря в пользу деления клеток, что важно для омоложения. Действительно ли это так и как деление клеток может привести к омоложению, будут интересными вопросами в будущем.
Репрограммирование приводит к омоложению всего организма.
Недавний доклад показал, что частичное перепрограммирование путем циклической переэкспрессии факторов Yamanaka может омолодить весь организм мыши HGPS при преждевременном старении . Поскольку постоянная сверхэкспрессия ОСКМ приводит к полному перепрограммированию клеток и, следовательно, формированию тяжелой тератомы и рака, ученые разработали парадигму циклической сверхэкспрессии на 2 сутки с последующей 5-дневной паузой до 35 циклов .
При использовании этой схемы частичного перепрограммирования у мышей HGPS была выявлена потеря нескольких признаков старения без генерации полностью перепрограммированных iPSC. Соответственно, кратковременная циклическая экспрессия ОСКМ у мышей с ПГПС выявила валовое улучшение в желудочно-кишечном тракте, коже, селезенке, почках и желудке и, что самое важное, увеличила их продолжительность жизни.
У старых мышей дикого типа частичное перепрограммирование улучшило восстановление после метаболических заболеваний и мышечных травм. Это может быть связано с увеличением количества бета-клеток, что приводит к повышению переносимости глюкозы при травме поджелудочной железы; а также с увеличением количества мышечных стволовых клеток, что приводит к улучшению регенерации мышц после травмы.
Эти данные открывают перспективные стратегии лечения возрастных фенотипов, таких как непереносимость глюкозы или снижение регенеративных способностей. Кроме того, это открывает совершенно новую область для изучения механизмов омоложения.
Анализ митохондрий в iN, полученных из старых фибробластов, выявил возрастные дефекты, в том числе измененную морфологию, более низкий мембранный потенциал, сниженную выработку энергии и повышенный уровень окисленного белка . Интересно, что эти изменения были более выражены в нейронах по сравнению с фибробластами, из которых они были получены. Это можно объяснить метаболическим сдвигом от гликолиза в фибробластах к окислительному фосфорилизу в нейронах, повышающим уязвимость митохондрий к старению в нейронах.
Продолжение следует...