Команда ученых из Китайской академии наук и BGI Research совершила прорыв в изучении механизмов старения, выявив роль иммуноглобулинов как ключевого фактора. Исследование проливает свет на двойственную роль этих белков в процессах системного старения и предлагает высокоточный атлас старения, охватывающий разные органы.
Оценка системных биомаркеров и ключевых факторов старения — давняя задача в геронтологии. В новой работе исследователи впервые смогли составить пространственные транскриптомные карты старения.
С помощью анализа миллионов пространственных точек на образцах из девяти органов лабораторных мышей ученые создали подробные карты распределения клеточных типов. Такие карты демонстрируют закономерности возрастных изменений в тканях, выделяют основные признаки старения — нарушение структуры тканей и утрату идентичности клеток.
«Эта работа представляет собой значительный шаг вперед в понимании старения, позволяя выявить его признаки в разных органах. Мы установили, что накопление иммуноглобулинов является одной из ключевых характеристик и движущих сил старения», — отметил профессор Лю, один из авторов исследования.
Для анализа пространственных структурных изменений ученые применили метод организационной структурной энтропии. Этот метод помог обнаружить, что нарастание структурного беспорядка и утрата клеточной идентичности характерны для всех органов, подверженных старению.
В исследовании также были выявлены так называемые сенситивные к старению точки — зоны в тканях, более подверженные процессам старения. В областях, прилегающих к этим точкам, наблюдается самый высокий уровень нарушений структуры ткани и утраты идентичности клеток. Особенно примечательны изменения в органах иммунной системы, где именно клетки, ответственные за синтез антител, образуют микросреду, склонную к старению. Специалисты обнаружили, что в таких областях повышена экспрессия генов, связанных с иммуноглобулинами.
Наибольшее внимание ученых привлек иммуноглобулин G (IgG), который накапливается в тканях и органах с возрастом как у людей, так и у мышей. Они установили, что повышение уровня IgG может стать новым биомаркером старения. Более того, IgG оказывает прямое влияние на старение клеток иммунной системы — макрофаги и микроглию, приводя к выбросу воспалительных факторов. При введении IgG молодым мышам исследователи наблюдали процессы старения в их тканях, что подчеркивает его роль как мощного фактора старения.
Чтобы проверить возможность замедления старения, команда разработала стратегию с использованием антисмысловых олигонуклеотидов, которые способны снижать содержание IgG в тканях мышей, что привело к замедлению старения сразу нескольких органов.
Новый феномен, обозначенный как фенотип старения, ассоциированный с иммуноглобулинами, открывает путь для дальнейших исследований в области старения, а также для разработки новых стратегий его замедления и профилактики связанных заболеваний.
Ранее ученые рассказали, сколько нужно спать для «здорового старения».