Сердечно-сосудистые заболевания являются ведущей причиной смерти во всем мире и частично вызваны возрастной структурной дисфункцией сердца. Группа биоинженеров из лаборатории профессора Адама Энглера (Adam Engler) из Калифорнийского университета (University of California) в Сан-Диего опубликовала статью в научном журнале Nature Aging, которая помогает лучше понять, как стареет сердце, и проливает свет на возможный путь замедления старения сердечно-сосудистой системы.
Новизна исследования
Натали Киркланд (Natalie Kirkland) использовала плодовых мушек, чтобы показать, что количество ламина С — белка, отвечающего за поддержание структурной целостности ядер клеток сердца, снижается с возрастом мух. Это исследование показало, что снижение уровня ламина отвечает за вызванное возрастом структурное ремоделирование сердца плодовой мушки, и это может быть потенциальной целью для замедления или даже обращения вспять старения сердца у людей.
«Наша работа демонстрирует, что возрастное ремоделирование ядер играет ключевую роль в сердечной функции», — заявила Киркланд. «Ядерная морфология, вероятно, является маркером здоровья клеток и тканей и может быть нацелена на потенциальные методы лечения».
Материалы и методы исследования
Ученые использовали плодовых мушек (Drosophila Melanogaster) для этого исследования по трем причинам:
- Продолжительность жизни плодовых мушек составляет от шести до восьми недель, что делает их практичными для возрастных исследований.
- Плодовые мушки и люди имеют 82% общих сердечных протеомов.
- Плодовые мушки имеют простую генетику, которую легко имитировать.
Эти свойства делают плодовых мушек относительно быстрой и простой моделью для определения путей сохранения сердца, представляющих интерес для исследований на людях. Ученые использовали метод микродиссекции на сердце мухи. Затем сердца сохраняли и исследовали с помощью иммунофлюоресценции и конфокальной микроскопии.
Результаты научной работы
«Вот как я впервые заметила, что ядра у старых мух сжимаются и становятся более круглыми», — комментирует Киркланд.
Далее ученые количественно оценили изменения путем сегментации и измерения ядерной жесткости с помощью атомно-силовой микроскопии. Именно тогда исследователи обнаружили, что ядра кардиомиоцитов становятся жесткими во время естественного старения; после проведения генетического анализа исследователи обнаружили, что экспрессия ядерных ламинов снижается с возрастом мух.
Ученые смогли убедиться, что эти результаты также применимы к мышам и приматам, благодаря сотрудникам Национального института старения (National Institute on Aging). Это указывает на то, что ламины ответственны за старение сердца человека, что может иметь огромное терапевтическое значение, поскольку воздействие на пути, стимулирующие ламин, потенциально может помочь избежать этого механического изменения, связанного со старением сердца.
В будущих исследованиях будет изучено, почему ламины уменьшаются с возрастом и как поддержание определенной экспрессии кардиальных генов помогает улучшить работу сердца и продолжительность жизни.
Авторы другого исследования утверждают, амфетамин может «ускорить» старение сердца.
