Найдена молекула, активирующая старение организма

Результаты нового исследования показали, что область головного мозга, регулирующая биологические процессы, такие как клеточный рост, репродуктивную активность и метаболизм веществ, также активирует процессы, приводящие к старению организма. Полученные данные будут использованы при создании новых методов лечения возрастных заболеваний человека. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature [1].

Донгшенг Кай (Dongsheng Cai), физиолог из Медицинского Колледжа Альберта Эйнштейна (Albert Einstein College of Medicine, США), и его коллеги исследовали активность транскрипционного фактора NF-κB в головном мозге мышей. Эта молекула не только контролирует транскрипцию ДНК, но и участвует в процессе воспаления и ответе организма на стресс. Результаты нового исследования показали, что активность молекулы NF-κB в гипоталамусе увеличивается по мере взросления животного.

Результаты дальнейших экспериментов продемонстрировали, что определение активности молекулы NF-κB помогает выявить первые признаки старения в организме мышей. Введение в организм грызунов ингибиторов молекулы NF-κB в микроглиальных клетках гипоталамуса увеличивало продолжительность их жизни по сравнению с мышами контрольной группы. Грызуны, которым вводили стимулятор молекулы NF-κB, погибли первыми среди экспериментальных животных.

По мнению Кай, ученые нашли научные доказательства того, что старение всего организма инициируется в одной ткани.

Ученые исследовали состояние здоровья и когнитивные способности мышей через 6 месяцев после введения различных химических соединений. Грызуны, в организм которых вводился ингибитор NF-κB, показали лучшие результаты при проведении когнитивных и двигательных тестов, чем мыши контрольной группы. Кроме того, у этих животных гораздо позже появились признаки старения организма, такие как уменьшение мышечной силы, истончение кожи, снижение костной массы. У мышей, в организме которых была активирована молекула NF-κB, снижение функций, вызванное старением, наступило быстрее, чем у контрольных животных.

Кроме того, ученые исследовали, как на организм мышей среднего возраста повлияет лечение, заключающееся в подавлении синтеза молекулы IKK-β – фермента, активирующего NF-κB в клетках микроглии гипоталамуса. Результаты исследования показали, что такой терапевтический подход замедлял наступление снижения когнитивной деятельности и ухудшения физического состояния, ассоциированных со старением. Подавление активности молекулы IKK-β во всех областях головного мозга увеличивало среднюю продолжительность жизни грызунов на 23%, а их максимально возможную продолжительность жизни – на 20%.

Ученые установили, что гормон гонадолиберин нейтрализует эффекты молекулы NF-κB, снижающей рост клеток головного мозга и тормозящей активность репродуктивной системы животных. Введение в организм мышей гонадолиберина замедляло процесс старения и стимулировало рост новых клеток головного мозга. Полученные данные позволяют предположить, что воспаление и стресс являются эволюционными сигналами, которые стимулируют окончание репродуктивной функции и активируют старение организма.

По словам Дэвида Синклэра (David Sinclair), специалиста в области молекулярной биологии из Гарвардской Медицинской Школы (Harvard Medical School, США) в Бостоне, полученные данные представляют собой настоящий «прорыв в области изучения процесса старения».

По его мнению, самым важным полученным результатом является подтверждение того факта, что блокирование эффектов молекулы NF-κB тормозит старение организма даже при воздействии на особь среднего возраста. «Если мы собираемся использовать результаты этого исследования при разработке лекарственных препаратов, которые могут помочь людям, очевидно, что эти медикаменты будет нельзя применять в начале жизни», - говорит он.

Активность молекулы NF-kB в нейронах гипоталамуса повышается с возрастом животного (фотографии слева), но общее количество нейронов (фотографии посередине) и общее количество всех типов клеток в гипоталамусе (фотографии справа) практически не изменяется в разных возрастных группах.

По материалам NatureNews

Оригинальная статья:
Nature doi:10.1038/nature.2013.12891

Литература:
1. Zhang, G. et al. Nature http://dx.doi.org/10.1038/nature12143 (2013).