A tudósok meghosszabbítják az egerek élettartamát az agy-test kapcsolat helyreállításával

Újra kiadta Platón

Követő: 0

Könnyű becsmérelni a testzsírt, mint egy réteg nem kívánt párnázást, amely csendben ül a bőr alatt. De ezek a sejtek meglepően aktívak. Azon túl, hogy energiatároló tartályok, ki is pumpálják őket hormonok széles skálája amelyek kölcsönhatásba lépnek több szervvel, hogy szabályozzák az anyagcserét, az immunválaszokat és még a szaporodást is.

Szabályozhatnának is hosszú élet váratlan partnerrel: az agyvel.

A Új tanulmány egerekben találtak egy „telefonvonalat” a zsírszövetek és a hipotalamuszban lévő neuronok egy csoportja között – az agy alján lévő régióban, amely szabályozza az alapvető testi funkciókat, például a hőmérsékletszabályozást és a légzést.

Fiatal korukban ezek a neuronok jeleznek a zsírszöveteknek, hogy felszabadítsák az agyat tápláló energiát. Az életkorral a vonal megszakad. A zsírsejtek már nem tudják megszervezni számos szerepüket, és a neuronok küzdenek azért, hogy információt továbbítsanak hálózatukon.

Genetikai és kémiai módszerekkel a csapat talált egy markert ezekre a neuronokra – a Ppp1r17 nevű fehérjét (tudom, fülbemászó). A fehérje viselkedésének megváltoztatása idős egerekben géntechnológiával nagyjából hét százalékkal meghosszabbította élettartamukat. Az emberek átlagosan 76 éves élettartamát tekintve a növekedés több mint öt évet jelent.

A kezelés az egerek egészségi állapotát is megváltoztatta. Az egerek szeretnek futni, de erejük az életkorral zuhan. Az idős egerek neuronjainak újraaktiválása felélesztette motivációjukat, és a kanapékrumpliból lenyűgöző kocogókká változtatta őket.

„Bemutattunk egy módot az öregedés késleltetésére és az egerek egészséges élettartamának meghosszabbítására az agy egy fontos részének manipulálásával” mondott tanulmány szerzője, Dr. Shin-ichiro Imai a Washingtoni Egyetemen.

A Brain-Body Internet

A hosszú élettartam bonyolult. Számos tényező befolyásolja szöveteink és szerveink öregedését, például genetikai elírások, gyulladások, epigenetikai változások és anyagcsere-problémák.

De van egy átmenet: több fajjal végzett több évtizedes munka azt találta, hogy a kalóriák csökkentése és a testmozgás növelése több szervfunkciót is fiatalon tart az életkor előrehaladtával. Számos előny származik az agy és a test közötti kölcsönhatásokból.

Az agy nem a kádban létezik. Bár nagyon szelektív gát védi őket, amely csak bizonyos molekulákat enged be, a neuronok reagálnak azokra a vérkomponensekre, amelyek megkerülik a gátat, hogy megváltoztassák funkcióikat – például idős korban megtartják tanulási és memóriafunkcióikat.

A közelmúltban végzett tanulmányok egyre inkább azonosítottak több kommunikációs csatornát az agy és az izmok, a csontváz és a máj között. Edzés után például a szervezet által felszabaduló fehérjék megváltoztatják az agyműködést, fokozva a tanulást és a memóriát az idősödő egereknél, és bizonyos esetekben idős emberek. Amikor ezek a kommunikációs csatornák megszakadnak, az öregedéssel kapcsolatos egészségügyi problémákat vált ki, és korlátozza az élettartamot és az egészségi állapotot (az egészséges évek számát).

Az agy-test kapcsolat mindkét irányban működik. Az agy mélyén meghúzódó hipotalamusz számtalan hormont szabályoz, hogy módosítsa a testi funkciókat. Hormonális váladékaival az agy régiója útmutatást küld számos szervnek, beleértve a májat, az izmokat, a beleket és a zsírszövetet, és megváltoztatja viselkedésüket az életkorral.

A gyakran az „öregedés vezérlőközpontjának” nevezett hipotalamusz régóta a hosszú élettartam kutatóinak célpontja.

2013-ban egy csapat úgy találta, hogy az immunválaszok átprogramozása az agyi régióban lehetséges élettartam növelése. Ugyanebben az évben Imai csapata megtalálta aktiválja az agyi régiót idős egereknél visszaforgatta az órát. Fiatalabb kortársaikhoz hasonlóan ők is többet mozogtak, egészségesebb az anyagcseréjük, és könnyebben tartották testhőmérsékletüket a megszokott komfortzónájukon kívüli környezetben. Ezenkívül jobban aludtak, és agyuk hűséges utasításokat küldött izmaiknak, lehetővé téve számukra, hogy parkourozhassanak a környezetükben.

Mégis egy kérdés marta a csapatot: Miért működött?

Nyitott sorok

Az új tanulmány a hipotalamusz idegsejtjeit vadászta le, amelyek a zsírszöveteket az agyhoz és a hosszú élettartamhoz kötik.

Először nullázták le a hipotalamuszban lévő neuronok egy részét egy olyan csoportból, amelyről korábban ismert volt, hogy szabályozza az öregedést. Ezekben a sejtekben magas a Ppp1r17 nevű fehérje – alapvetően egy marker, amely megkülönbözteti őket a hipotalamusz összes többi sejttípusától –, és messzire eljutnak az agyon keresztül a testbe.

A neuronok „jelet küldhetnek egy adott szövetnek, és szabályozhatják annak működését” – írta a kutatócsoport. Más szavakkal, potenciálisan létrehozhatnak egy agy-test kapcsolatot.

Az elmélet tesztelésére a csapat genetikailag eliminálta a Ppp1r17-et három hónapos egerek hipotalamuszában – nagyjából egy tinédzser korában. Két hónapon belül a lények nagysága felrobbant. Alvás közben lakomázni kezdtek, és már nem éreztek késztetést arra, hogy a futókerékben futjanak – ez volt a korábbi kedvenc időtöltés.

A változások felkeltették a csapat figyelmét. A kalóriák csökkentése és a testmozgás köztudottan javítja a laboratóriumi egerek és talán az emberek egészségi állapotát.

A molekuláris elemzéssel a csapat megállapította, hogy a Ppp1r17-et tartalmazó neuronok megváltoztatták a zsírsejtek viselkedését. A fehérje mind a sejtmag – a diószerű szerkezet, amely a DNS-ünket kapszulázza – és a sejt más részei körül lebeg.

Fiatal egerekben a sejtmag belsejében helyezkedik el, és aktiválja a zsírszöveteket szabályozó idegpályát. Irányítja a zsírsejteket, hogy például edzés közben energiaraktárakat szabadítsanak fel, és egy olyan fehérjét pumpáljanak ki, amely energiát biztosít az agyban. Az életkor előrehaladtával az egész hurok tönkremegy. A fehérje a sejtmagból az idegsejt más részeibe sodródik, és térdkalácsot köt a zsírsejtekkel.

Az öregedő egerek rendszerének helyreállítására tett kísérlet során a csapat genetikailag módosított egy „shuttle” fehérjét, hogy a Ppp1r17-et visszajuttassa a sejtmagba. Ez a trükk lelassította az öregedés jeleit.

Eközben az egerek zsírsejtjei is megfiatalodtak. Könnyen kiszivattyúztak egy olyan hormont, amely kritikus fontosságú a hipotalamusz egészségének megőrzéséhez. Az egerek ahelyett, hogy a kanapén hevernek, inkább a kerekükön futnak. A hasonló korú társaikhoz képest bolyhos és fényes szőrük volt, ami a fiatalság és az egészség jele.

Az eredmények arra utalnak, hogy a Ppp1r17 visszahelyezése a sejtmagba az egereket még idős korban is egészségesen tartja. És „figyelemreméltó” – írta a csapat – a mesterséges egerek nagyjából hét százalékkal tovább éltek, mint alomtársaik.

Egy másik technológia segítségével, amely kifejezetten a sejtmagban tartotta a fehérjét, a csapat összefoglalta az eredményeket. Ezek az idős egerek is úgy futottak, mint a szél, működőképes állapotban tartották zsírszöveteiket, és társaikhoz képest megnőtt az élettartamuk.

A tanulmány a legújabb, amely feltérképezi a test és az agy közötti autópályákat a hosszú élettartam érdekében. A csapat tovább vizsgálja a zsír-agy közötti visszacsatolási hurok optimalizálásának módjait, ahogy öregszünk.

Kép: Sandy Millar / Unsplash