Эта возрастная потеря функции стволовой клетки может быть полностью изменена 24-часовым быстрым, согласно новому исследованию от биологов MIT. Исследователи нашли, что пост существенно улучшает способность стволовых клеток восстановить, и в в возрасте и в молодые мыши.У постящихся мышей клетки начинают расщеплять жирные кислоты вместо глюкозы, изменение, которое стимулирует стволовые клетки, чтобы стать более регенеративным.
Исследователи нашли, что они могли также повысить регенерацию с молекулой, которая активирует тот же самый метаболический выключатель. Такое вмешательство могло потенциально помочь пожилым людям, выздоравливающим от инфекций GI или больных раком, подвергающихся химиотерапии, говорят исследователи.
«Пост имеет много эффектов в кишечнике, которые включают повышающую регенерацию, а также потенциальное использование в любом типе болезни, которая посягает на кишечник, такой как инфекции или раковые образования», говорит Омер Йилмэз, доцент MIT биологии, член Института Коха Интегральных Исследований рака, и один из ведущих авторов исследования. «Понимание, как пост улучшает полное здоровье, включая роль взрослых стволовых клеток в регенерации кишечника, в ремонте, и в старении, является основным интересом моей лаборатории».Давид Сабатини, преподаватель MIT биологии и член Института Белых угрей Биомедицинского Исследования, является также ведущим автором бумаги, которая появляется в выпуске 3 мая Стволовой клетки Клетки.«Это исследование представило свидетельства, что пост вызывает метаболический выключатель в стволовых клетках кишечника от использования углеводов к горящему жиру», говорит Сабатини. «Интересно, переключение этих клеток к окислению жирной кислоты значительно увеличило их функцию. Фармакологическое планирование этого пути может обеспечить терапевтическую возможность улучшить гомеостаз ткани при патологиях, связанных с возрастом».
Ведущие авторы газеты – Институт Белых угрей postdoc Мария Михайлова и Институт Коха postdoc Цзя-Вэй Чэн.Повышение регенерацииВ течение многих десятилетий ученые знали, что низкое потребление калорий связано с расширенной долговечностью в людях и других организмах. Yilmaz и его коллеги интересовались исследованием, как пост проявляет свои эффекты на молекулярном уровне, определенно в кишечнике.
Стволовые клетки кишечника ответственны за поддержание оболочки кишечника, который, как правило, возобновляет себя каждые пять дней. Когда травма или инфекция происходят, стволовые клетки ключевые для возмещения любых убытков. Как люди возраст, регенеративные способности этих стволовых клеток кишечника снижение, таким образом, у кишечника занимает больше времени прийти в себя.«Стволовые клетки кишечника – рабочие лошади кишечника, которые дают начало большему количеству стволовых клеток и ко всем различным дифференцированным типам клетки кишечника.
В частности, во время старения, снижений функции основы кишечника, который ослабляет способность кишечника восстановить себя после повреждения», говорит Йилмэз. «В этой линии расследования мы сосредоточились на понимании, как 24-часовое быстрое увеличивает функцию молодых и старых стволовых клеток кишечника».После того, как мыши постились в течение 24 часов, исследователи удалили стволовые клетки кишечника и вырастили их в блюде культуры, позволив им определить, могут ли клетки дать начало «мини-кишечнику», известному как organoids.Исследователи нашли, что стволовые клетки от постящихся мышей удвоили свою регенеративную способность.
«Было очень очевидно, что пост имел этот действительно огромный эффект на способность склепов кишечника сформировать больше organoids, который управляем стволовой клеткой», говорит Михайлова. «Это было чем-то, что мы видели и у молодых мышей и у в возрасте мышей, и мы действительно хотели понять молекулярные механизмы, ведя это».Метаболический выключатель
Дальнейшие исследования, включая упорядочивание РНК посыльного стволовых клеток от мышей, которые постились, показали, что пост побуждает клетки переключаться с их обычного метаболизма, который жжет углеводы, такие как сахар к усваиванию жирных кислот. Этот выключатель происходит посредством активации транскрипционных факторов под названием PPARs, которые включают много генов, которые вовлечены в усваивание жирных кислот.
Исследователи нашли, что, если они выключили этот путь, пост больше не мог бы повышать регенерацию. Они теперь планируют учиться, как этот метаболический выключатель побуждает стволовые клетки увеличивать свои регенеративные способности.Они также нашли, что могли воспроизвести благоприятное воздействие поста, рассматривая мышей с молекулой, которая подражает эффектам PPARs. «Это было также очень удивительно», говорит Ченг. «Просто активация одного метаболического пути достаточна, чтобы полностью изменить определенные фенотипы возраста».Результаты предполагают, что медикаментозное лечение могло стимулировать регенерацию, не требуя пациентов к быстрому, который является трудным для большинства людей.
Одна группа, которая могла извлечь выгоду из такого лечения, является больными раком, которые получают химиотерапию, которая часто вредит клеткам кишечника. Это могло также принести пользу пожилым людям, которые страдают от кишечных инфекций или других желудочно-кишечных расстройств, которые могут повредить оболочку кишечника.
Исследователи планируют исследовать потенциальную эффективность такого лечения, и они также надеются учиться, затрагивает ли пост регенеративные способности в стволовых клетках в других типах ткани.