Исследователи из Пекинского университета и Куньминского университета науки и технологий обнаружили скрытый механизм, который может помочь обратить возрастные изменения в клетках, пишет ScienceDaily.
Ученые выяснили, что в основе как ускоренного, так и естественного старения лежит накопление дефектного белка прогерина. Он деформирует ядерную оболочку клетки, вызывает повреждение ДНК, укорочение теломер и замедляет деление клеток. У людей с редким генетическим заболеванием — синдромом Хатчинсона-Гилфорда (прогерия) — этот белок вырабатывается в избыточном количестве, что приводит к быстрому старению организма. Однако, как показали последние данные, небольшие количества прогерина присутствуют и при естественном старении, а также при хронических заболеваниях почек.
Команда профессора Чуаньмао Чжана изучила, как клетки пытаются избавиться от этого токсичного белка. Оказалось, что ключевую роль играет лизосома — микроскопический «мусоросборник» клетки, отвечающий за переработку и утилизацию отходов.
С помощью методов иммунофлуоресцентной микроскопии, живых наблюдений и биохимического анализа исследователи проследили путь прогерина. Сначала он формируется у ядерной оболочки, затем выходит в цитоплазму и должен разрушаться в процессе аутофагии — клеточного «самоочищения». Но у больных прогерией эта система не работает: лизосомы не справляются, и белок начинает накапливаться.
Ученые провели секвенирование РНК клеток двух пациентов с прогерией и обнаружили снижение активности генов, отвечающих за работу лизосом. Это подтвердили дополнительные анализы — лизосомы действительно оказались дефектными.
Чтобы проверить, можно ли восстановить их функции, исследователи активировали образование новых лизосом двумя путями: стимулировали протеинкиназу C (PKC) и блокировали комплекс mTORC1, известный регулятор клеточного роста.
Оба метода сработали: активность лизосом увеличилась, количество прогерина уменьшилось, а клетки стали проявлять меньше признаков старения — снизилось повреждение ДНК, восстановилась способность к делению, повысилась жизнеспособность.
Авторы считают, что активация лизосом может стать новым направлением в борьбе с преждевременным и естественным старением. В перспективе этот подход позволит разрабатывать лекарства для лечения не только прогерии, но и возрастных заболеваний, включая сердечно-сосудистые и почечные.
Работа опубликована в журнале Science China Life Sciences.