科学者は脳と体の接続を回復することでマウスの寿命を延ばす

プラトン再発行

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体脂肪を、皮膚の下に静かに存在する単なる不要なパッドの層として中傷するのは簡単です。しかし、これらの細胞は驚くほど活発です。エネルギーの貯蔵容器であるだけでなく、エネルギーを送り出す幅広いホルモン複数の臓器と相互作用して代謝、免疫反応、さらには生殖を制御します。

彼らは規制することもできるだろう長寿予期せぬパートナーである脳と。

A 新しい研究マウスでは、視床下部（体温調節や呼吸などの基本的な身体機能を制御する脳の底部の領域）内の脂肪組織とニューロン群の間に「電話線」があることが発見されました。

若いとき、これらのニューロンは脂肪組織に信号を送り、脳にエネルギーを供給するエネルギーを放出します。年齢を重ねるとラインが崩れてしまいます。脂肪細胞はもはやその多くの役割を調整できなくなり、ニューロンはネットワークに沿って情報を伝達するのに苦労します。

研究チームは、遺伝的および化学的手法を使用して、これらのニューロンのマーカーである Ppp1r17 (キャッチーですね) と呼ばれるタンパク質を発見しました。遺伝子工学によって高齢マウスのタンパク質の挙動を変えると、寿命が約76パーセント延びた。人間の平均寿命が XNUMX 年である場合、この増加は XNUMX 年以上に相当します。

この治療によりマウスの健康状態も変化した。ネズミは走るのが大好きですが、年齢とともにその活力は急激に衰えます。高齢のマウスのニューロンを再活性化すると、マウスのモチベーションが回復し、カウチポテトから印象的なジョギングをするマウスに変身しました。

「脳の重要な部分を操作することで、マウスの老化を遅らせ、健康寿命を延ばす方法を実証しました。」と研究著者であるワシントン大学の今井真一郎博士は次のように述べています。

脳と体のインターネット

長寿は複雑だ。遺伝子のタイプミス、炎症、エピジェネティックな変化、代謝の問題など、複数の要因が私たちの組織や器官の老化速度に影響を与えます。

しかし、一貫した結論がある。複数の種を対象とした数十年にわたる研究により、カロリーを削減し、運動量を増やすことで、年齢を重ねても複数の臓器の機能が若く保たれることがわかった。利点の多くは、脳と身体の間の相互作用から得られます。

脳は水槽の中に存在するわけではありません。ニューロンは、特定の分子のみを通過させる非常に選択的な障壁によって保護されていますが、その障壁を回避する血液成分に反応して機能を変化させます（たとえば、高齢になっても学習機能や記憶機能を保持します）。

最近の研究では、脳と筋肉、骨格、肝臓の間の複数の通信チャネルがますます特定されています。たとえば、運動後、体から放出されるタンパク質は脳の機能を変化させ、老化したマウスの学習と記憶を促進します。年老いた人間。これらのコミュニケーションチャネルが崩壊すると、老化に伴う健康上の問題が引き起こされ、寿命や健康期間（健康年数）が制限されます。

脳と体のつながりは双方向で機能します。視床下部は脳底部の奥深くに位置し、無数のホルモンを調節して身体機能を変化させます。ホルモン分泌により、脳領域は肝臓、筋肉、腸、脂肪組織を含む幅広い臓器に指示を送り、年齢とともにその行動を変化させます。

「老化のコントロールセンター」とも呼ばれる視床下部は、長寿研究者の長い間注目されてきました。

2013 年に遡ると、あるチームは、脳領域の免疫応答を再プログラミングすると、寿命を延ばす。同年、今井氏のチームは次のことを発見した。脳領域を活性化する高齢のマウスの時計を戻しました。若い仲間と同様に、彼らはより多くの運動をし、より健康的な代謝をし、通常の快適ゾーン以外の環境でも体温を維持しやすくなりました。彼らはまた、睡眠の質も良くなり、脳が筋肉に忠実な指示を送り、周囲の環境をパルクールで動き回れるようになりました。

しかし、チームには「なぜうまくいったのか?」という疑問が生じました。

オープンライン

新しい研究では、脂肪組織を脳と寿命に結びつける視床下部のニューロンを探し出した。

彼らはまず、老化を調節することが以前から知られていたプールから、視床下部内のニューロンのサブセットに焦点を当てた。これらの細胞は、Ppp1r17 と呼ばれるタンパク質（基本的に、視床下部にある他のすべての細胞型と区別するマーカー）を高レベルで有しており、脳を超えて体にまで到達します。

ニューロンは「特定の組織に信号を送り、その機能を調節する可能性がある」と研究チームは書いている。言い換えれば、脳と体の接続を確立できる可能性があるのです。

この理論を検証するために、研究チームは生後1か月（ほぼ17代の年齢）のマウスの視床下部でPppXNUMXrXNUMXを遺伝的に除去した。 XNUMXか月以内に、生き物たちは巨大化した。彼らは睡眠中にごちそうを食べるようになり、以前はお気に入りの娯楽だった回し車で走りたいという衝動を感じなくなりました。

その変化はチームの注目を集めました。カロリーと運動を減らすと、実験用マウスとおそらく人間の健康寿命が延びることが知られています。

研究チームは分子分析により、Ppp1r17を持つニューロンが脂肪細胞の挙動を変えることを発見した。このタンパク質は、核 (DNA をカプセル化するクルミのような構造) と細胞の他の部分の両方の周りを浮遊しています。

若いマウスでは、これは核内に存在し、脂肪組織を調節する神経幹線道路を活性化します。たとえば、運動中に脂肪細胞にエネルギー貯蔵を放出させ、脳内にエネルギーを供給するタンパク質を送り出すように指示します。年齢が上がると、ループ全体が壊れます。このタンパク質は核からニューロンの他の部分に漂流し、膝蓋骨を介して脂肪細胞と通信します。

老化したマウスのシステムを回復する試みとして、研究チームはPpp1r17を核内に戻すために「シャトル」タンパク質を遺伝的に改変した。このトリックにより、老化の兆候が遅くなりました。

同時に、マウスの脂肪細胞も若返った。彼らは、視床下部を健康に保つために重要なホルモンを容易に送り出しました。マウスはソファでぐったりするのではなく、回し車で走ることを選びました。同じ年齢の仲間と比べて、彼らは若さと健康の象徴であるふわふわで光沢のある毛皮を持っていました。

この結果は、Ppp1r17を核内に戻すと、高齢になってもマウスの健康が保たれることを示唆している。そして「驚くべきことに」、遺伝子操作されたマウスは同腹子より約XNUMXパーセント長生きしたと研究チームは書いている。

研究チームは、タンパク質を核内に特異的に保持する別の技術を使用して、結果を再現した。これらの高齢マウスは風のように走り、脂肪組織を正常に保ち、同類のマウスと比べて寿命が延びた。

この研究は、長寿を追求するために身体と脳の間の幹線道路をマッピングする最新のものである。研究チームは、年齢を重ねるにつれて脂肪から脳へのフィードバックループを最適化する方法をさらに模索している。

画像のクレジット：サンディ・ミラー / Unsplash