Старіння — це процес, який підвищує ризик розвитку серйозних захворювань, таких як рак, хвороби серця чи деменція. Раніше дослідники вивчали ці стани окремо, але нове покоління наукових робіт ставить ширше питання: чи можна уповільнити старіння, щоб знизити ризик кількох хвороб одночасно?
Нове дослідження, опубліковане в журналі Science, пропонує безпрецедентний погляд на процес старіння. Команда з Університету Рокфеллера створила найдетальніший атлас, який показує, як старіння впливає на тисячі підтипів клітин у 21 органі ссавців. Дослідники вивчили майже 7 мільйонів окремих клітин мишей трьох вікових груп і визначили, які клітини найбільш вразливі з віком, а також що спричиняє їх занепад.
Масовий клітинний перепис
Щоб створити такий масштабний атлас, команда під керівництвом аспіранта Цзию Лу вдосконалила метод ATAC-секвенування окремих клітин, який дозволяє оцінити, які ділянки ДНК активні в кожній клітині. Це дає уявлення про стан та функцію клітини на молекулярному рівні.
Аналіз охопив 32 мишей трьох вікових груп: 1 місяць (молоді дорослі), 5 місяців (середнього віку) і 21 місяць (літні). Всього було виявлено понад 1800 підтипів клітин, включно з рідкісними групами, які раніше не були описані.
Скоординовані зміни в органах
Близько чверті всіх типів клітин змінювалися у чисельності з віком. Деякі м’язові та ниркові клітини скорочувалися, а імунні клітини навпаки розширювалися. При цьому багато змін відбувалися одночасно в різних органах, що вказує на координацію старіння через фактори, що циркулюють у крові.
Дослідження також показало виражені відмінності між статями: близько 40% змін відрізнялися у чоловіків та жінок. Жінки демонстрували ширшу імунну активацію з віком, що може пояснювати вищу поширеність аутоімунних захворювань.
Генетичні гарячі точки старіння
На рівні ДНК з 1,3 мільйона аналізованих ділянок близько 300 000 демонстрували значні зміни, а близько 1000 змін були спільними для багатьох типів клітин. Вони пов’язані з імунною функцією, запаленням та підтримкою стовбурових клітин.
Молекули імунної сигналізації — цитокіни — могли запускати багато тих самих клітинних змін, що спостерігалися під час старіння. Це відкриває можливість для цільових терапевтичних втручань, які регулюватимуть цитокіни та сповільнюватимуть старіння.
Відкритий ресурс для науки
Повний атлас старіння доступний публічно на сайті epiage.net, надаючи дослідникам інструмент для вивчення біологічних механізмів старіння та потенційних методів втручання.
«Ми визначили вразливі типи клітин та молекулярні гарячі точки. Тепер питання полягає в тому, чи зможемо ми розробити втручання, спрямовані на ці процеси старіння», — каже Цзюньюе Цао, керівник лабораторії геноміки окремих клітин та динаміки популяцій.
