研究者らは幹細胞の老化を遅らせる方法を発見

研究者らは幹細胞の老化を遅らせる方法を発見

ソークの科学者らは、自分たちの発見が加齢に伴う病気の治療や再生医療の改善戦略につながる可能性があると述べている

【カリフォルニア州ラホーヤ】幹細胞は、植物から人間に至るまで、あらゆる生物にとって不可欠な構成要素である。 それらは生涯を通じて分裂し、再生することができ、発生中に必要な特殊な組織や成体組織の修復に必要な細胞に分化します。

したがって、人間の一生を通じて自らを再生し、組織を再生するという点で、それらは不滅であると考えることができますが、それは老化しないという意味ではありません。 彼らは組織や器官を効果的に維持する能力を徐々に失います。

今回、ソーク生物学研究所の研究者らは、幹細胞の「ニッチ」として知られる幹細胞の周囲が、老化による幹細胞喪失の原因であることを示唆する一連の生物学的現象を明らかにした。 彼らの調査結果は、23 月 XNUMX 日に出版されました。 自然、加齢に伴う病気の治療や再生医療の有効性に影響を及ぼします。

若いショウジョウバエ（左）と古いショウジョウバエ（右）の精巣のこれらの蛍光顕微鏡画像は、幹細胞ニッチ（上部中央）に対する老化の影響を示しています。 幹細胞をサポートするニッチの一部として機能するハブ細胞 (赤) は、 レット7 (緑色) 老化したハエでは、ハブ細胞のシグナル伝達特性が変化し、組織維持に利用できるハブ周囲の幹細胞が減少します。

画像: ソーク生物学研究所の提供

「この研究結果は、例えば、新しい幹細胞や若い幹細胞を古い環境、つまり高齢の患者の環境に置くと、組織再生において最良の結果がもたらされない可能性があることを示唆しています」と、この研究の上級研究者は述べている。 リーン・ジョーンズ、ソークス大学准教授 遺伝学研究室.

幹細胞は、幹細胞の機能において役割を果たすことが知られている他の細胞の微小環境（ニッチ）内に存在します。 たとえば、組織が損傷すると、ニッチは幹細胞に新しい組織を形成するよう信号を送ります。 幹細胞とそのニッチは、生涯にわたってその効力を維持するために相互にシグナルを送信すると考えられています。

しかし、加齢による組織や器官の機能の喪失は幹細胞の機能の低下が原因であると考えられていますが、この低下がどのように起こるのかは不明でした。 ジョーンズの研究室は、組織機能の喪失が幹細胞数の減少によるものなのか、幹細胞がニッチからのシグナルに応答できないことによるものなのか、あるいはシグナル伝達の減少によるものなのかなど、考えられる多くのシナリオを調査している。ニッチから。

幹細胞の老化を研究するために、ジョーンズは雄のショウジョウバエの精巣で見つかった細胞を使用します。 キイロショウジョウバエ、それは人間に見られるものと驚くほど似ています。

研究者らは、ハエの幹細胞の活力を維持するために機能するニッチからの信号が時間の経過とともにどのように失われ、組織を維持するために利用できる幹細胞の数が減少するかを示した。 彼らはまた、これらのシグナルを回復すると細胞が活性化されることも示しています。

「幹細胞の挙動はハエとヒトの間で類似しているため、我々の発見は、加齢に伴う組織の衰退や損傷後の再生を治療するために組織幹細胞を使用するブレークスルーに大きな意味を持っています」と論文の最初の著者の一人であるヒラ・トレダノ氏は述べている。元ソーク調査官で、現在はイスラエルのハイファ大学に在籍している。

ソークの研究者らは、幹細胞ニッチが老化するにつれて、細胞がマイクロRNA（RNAからタンパク質を生成する際にマイナスの役割を果たす分子）を生成することを発見した。 レット7。 このマイクロ RNA は、人間を含む多くの種に存在することが知られており、発生中に発生する事象の時間を計るのに役立ちます。

この増加 レット7 Impとして知られるタンパク質に影響を与えることにより、老化のスイッチを入れるドミノ効果が引き起こされます。Impの機能は、ニッチの重要な領域から分泌される別の分子であるUpdを保護することです。

つまり、Upd は、幹細胞を活性化してニッチと接触させて自己再生できるようにするシグナル伝達を促進します。 そして老化が進むにつれて、その発現量は増加していきます。 レット7 最終的にはUpdレベルの低下につながり、ニッチ内の活性な幹細胞の数が減少します。 何が蓄積につながるのか レット7 老化したハエのニッチ分野については、依然として未解決の疑問が残っています。

研究者らはまた、Impの発現を増加させることで、この加齢に伴う幹細胞の減少を逆転できることを実証した。 「私たちは老化のスイッチをオフにしました」とジョーンズは言います。

この老化に対する解毒剤は、次のようなさまざまな方法で達成される可能性があります。 レット7 上昇を防ぎ、Upd の破壊をブロックしたり、Imp の発現を増加させます。 「この研究は、患者自身の幹細胞を刺激して老化の影響を克服することを目的とした医薬品開発への新たな道を切り開きます」とトレダノ教授は言う。

ジョーンズ氏は、この研究でニッチが支持機能を失うメカニズムが明らかになり、これを逆転できることが実証されたと述べている。 「患者の場合、これにはニッチ自体の構成要素の同時移植、または移植された幹細胞をサポートする薬物療法を使用したニッチの若返りが含まれる可能性があります」とジョーンズ氏は言います。

共著者には、ソーク遺伝学研究所の Cecilia D'Alterio 氏、ハワード ヒューズ医学研究所およびコールド スプリング ハーバー研究所の Benjamin Czech 氏、ハーバード大学の Erel Levine 氏が含まれます。

この研究の資金は G. ハロルド & レイラ Y. マザーズ慈善財団, エリソン医療財団、エメラルド財団、 アメリカ老化研究連盟 の三脚と 国立衛生研究所.

ソーク生物学研究所について：
ソーク生物学研究所は世界有数の基礎研究機関の XNUMX つであり、国際的に有名な教員がユニークで協力的かつ創造的な環境で生命科学の基礎的な疑問を研究しています。 ソークの科学者は、発見と次世代の研究者の指導の両方に重点を置き、神経科学、遺伝学、細胞生物学、植物生物学、および関連分野を研究することで、がん、老化、アルツハイマー病、糖尿病、感染症の理解に画期的な貢献をしています。

教員の功績は、ノーベル賞や全米科学アカデミーの会員など、数多くの栄誉によって認められています。 ポリオワクチンの先駆者であるジョナス・ソーク医学博士によって 1960 年に設立されたこの研究所は、独立した非営利団体であり、建築上のランドマークでもあります。