บทความอายุยืน

เอนไซม์ NSD2 ขัดขวางการชราภาพของเซลล์ได้อย่างไร

เอนไซม์ NSD2 ขัดขวางการชราภาพของเซลล์
  • เชื่อกันว่าเอนไซม์ nsd2 ป้องกันการชราภาพของเซลล์ (เมื่อเซลล์สูญเสียการทำงานและหยุดการแบ่งตัว) โดยการรักษาทั้งการเจริญเติบโตของเซลล์และการตอบสนองของซีรั่ม

  • ในการศึกษานี้ การเติมซีรั่มจะเพิ่มปริมาณ nsd2 อย่างรวดเร็ว และพบว่าจำเป็นต้องใช้ nsd2 สำหรับการแสดงออกของยีนที่ส่งเสริมการเจริญเติบโตและการเจริญเติบโตของเซลล์

  • นอกจากนี้เซลล์ชราภาพที่มี nsd2 ลดลงยังขาดความสามารถในการเติบโตในซีรั่มอย่างสมบูรณ์ 

บทความนี้ถูกโพสต์บน EurekAlert.org: 

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยคุมาโมโตะในญี่ปุ่นได้ใช้การวิเคราะห์ทางพันธุกรรมแบบครอบคลุมเพื่อพบว่าเอนไซม์ nsd2 ซึ่งทราบกันว่าควบคุมการทำงานของยีนหลายชนิด ยังทำงานเพื่อป้องกันความชราของเซลล์อีกด้วย

การทดลองของพวกเขาเผยให้เห็น 1) การยับยั้งการทำงานของ nsd2 ในเซลล์ปกตินำไปสู่การชราภาพอย่างรวดเร็ว และ 2) ปริมาณ nsd2 ในเซลล์ชราภาพลดลงอย่างเห็นได้ชัด

นักวิจัยเชื่อว่าการค้นพบนี้จะช่วยชี้แจงกลไกของความชรา การพัฒนาวิธีการควบคุมเพื่อรักษาการทำงานของ nsd2 และพยาธิสรีรวิทยาที่เกี่ยวข้องกับอายุ

ในขณะที่เซลล์ของร่างกายยังคงแบ่งตัว (การสืบพันธุ์ของเซลล์) การทำงานของเซลล์จะลดลงและหยุดการเจริญเติบโตในที่สุด การชราภาพของเซลล์นี้เป็นปัจจัยสำคัญต่อสุขภาพและอายุยืนยาว การแก่ชราของเซลล์ยังสามารถถูกกระตุ้นได้เมื่อ dna ของจีโนมได้รับความเสียหายจากความเครียดทางกายภาพ เช่น การแผ่รังสีหรือรังสีอัลตราไวโอเลต หรือจากความเครียดทางเคมีที่เกิดขึ้นกับยาบางชนิด

อย่างไรก็ตาม ยังไม่ทราบรายละเอียดกลไกของการแก่ชรา การแก่ชราของเซลล์อาจเป็นประโยชน์เมื่อเซลล์กลายเป็นมะเร็ง ป้องกันการเปลี่ยนแปลงที่ร้ายแรงโดยทำให้เซลล์ชราภาพ ในทางกลับกัน ทำให้เกิดโรคต่างๆ มากขึ้นตามอายุ ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญที่การควบคุมความชราของเซลล์อย่างเหมาะสม

แม้ว่าเซลล์แก่จะสูญเสียความสามารถในการเพิ่มจำนวนไป แต่เมื่อไม่นานมานี้ เซลล์แก่จะหลั่งโปรตีนต่างๆ ที่ออกฤทธิ์ต่อเซลล์ที่อยู่รอบๆ เพื่อส่งเสริมการอักเสบเรื้อรังและการพัฒนาของมะเร็ง

เนื่องจากเซลล์ชราภาพมีการเคลื่อนไหวมากกว่าที่คาดไว้ ความชราของเซลล์จึงเป็นสาเหตุของการแก่ชราทั้งร่างกาย แนวคิดนี้ได้รับการสนับสนุนจากรายงานการปราบปรามการแก่ชราอย่างเป็นระบบในหนูอายุมากหลังจากกำจัดเซลล์ชราที่สะสมอยู่ กล่าวอีกนัยหนึ่ง หากคุณสามารถควบคุมความชราของเซลล์ได้ คุณก็อาจจะสามารถควบคุมการก้าวหน้าของความชราทั่วร่างกายได้

เมื่อยีนก่อมะเร็งถูกกระตุ้นและเริ่มกลายเป็นมะเร็ง การชราภาพของเซลล์จะเกิดขึ้นเพื่อป้องกันไม่ให้เกิดมะเร็ง นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยคุมาโมโตะรายงานก่อนหน้านี้ว่าเซลล์ชราเพิ่มฟังก์ชันการเผาผลาญของไมโตคอนเดรียอย่างเห็นได้ชัด และเอนไซม์ setd8 เมทิลทรานสเฟอเรสป้องกันการชราภาพของเซลล์ ที่นี่พวกเขาค้นพบว่า nsd2 methyltransferase ยังมีบทบาทในการป้องกันการชราภาพอีกด้วย

ก่อนหน้านี้ nsd2 ถูกแสดงเพื่อควบคุมการทำงานของยีน นอกจากนี้ คิดว่าเมทิลเลชั่นโดย nsd2 ของโปรตีนฮิสโตนที่พันรอบจีโนม dna ช่วยเพิ่มการทำงานของยีนในบริเวณใกล้เคียง

อย่างไรก็ตาม ยังไม่ทราบความเกี่ยวข้องกับความชราของเซลล์ การใช้การตรวจคัดกรองทางพันธุกรรมที่ครอบคลุมเพื่อยับยั้งการทำงานของยีน nsd2 ในไฟโบรบลาสต์เมื่อดำเนินการล้มลง (วิธีการรบกวน rna) ทำให้เกิดการชราภาพของเซลล์ และลักษณะทั่วไปของเซลล์ชราภาพปรากฏขึ้น กล่าวอีกนัยหนึ่ง นักวิจัยพบว่า nsd2 มีบทบาทในการป้องกันการชราภาพของเซลล์

จากนั้น พวกเขาก็วิเคราะห์การแสดงออกของยีนที่เข้ารหัสโปรตีนทั้งหมดอย่างครอบคลุมโดยใช้การจัดลำดับ mrna เพื่อสำรวจเซลล์ชราภาพที่มี nsd2 ลดลง การแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับความชราของเซลล์เพิ่มขึ้น และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง การทำงานของยีนของโปรตีนที่ส่งเสริมการเจริญเติบโตของเซลล์ลดลง ฮิสโตนที่อยู่ในกลุ่มยีนเหล่านี้จะถูกเมทิลเลตโดย nsd2 ในเซลล์ที่มีการเพิ่มจำนวน แต่พบว่าเมทิลเลชันลดลงในเซลล์ชราภาพที่มี nsd2 ลดลง พูดง่ายๆ ก็คือ nsd2 ที่ลดลงจะลดการทำงานของยีนที่เกี่ยวข้องกับการเจริญเติบโตของเซลล์ จึงหยุดการเติบโต

จากนั้นนักวิจัยจึงใช้การทดลองตอบสนองต่อซีรั่มเพื่อตรวจสอบว่าฟังก์ชัน nsd2 ได้รับการควบคุมอย่างไร โดยปกติเซลล์จะเติบโตโดยการทำงานของโปรตีนที่ส่งเสริมการเจริญเติบโต (ปัจจัยการเจริญเติบโต) ในซีรั่ม ในทางกลับกัน เซลล์ชราภาพจะหยุดการแพร่กระจายอย่างถาวรและโดยทั่วไปจะไม่เพิ่มขึ้นอีก

การทดลองแสดงให้เห็นว่าการเติมซีรั่มจะเพิ่มปริมาณ nsd2 อย่างรวดเร็ว และจำเป็นต้องใช้ nsd2 ในการแสดงออกของยีนที่ส่งเสริมการเจริญเติบโตและการเติบโตของเซลล์ นอกจากนี้ยังพบว่าเซลล์ชราที่มี nsd2 ลดลงขาดความสามารถในการเติบโตในซีรั่มโดยสิ้นเชิง ดังนั้นจึงคิดว่า nsd2 ป้องกันการชราภาพของเซลล์โดยรักษาทั้งการเติบโตของเซลล์และการตอบสนองของซีรั่ม 

"NSD2 เป็นปัจจัยป้องกันประการที่สี่ของการชราภาพของเซลล์ที่ทีมงานของเราระบุ" ศาสตราจารย์มิตสึโยชิ นากาโอะ กล่าว "ด้วยการค้นพบว่า NSD2 ป้องกันการชราภาพของเซลล์ การศึกษาครั้งนี้ได้ชี้แจงกลไกพื้นฐานของการแก่ชรา เราคาดหวังว่าสิ่งนี้จะเป็นประโยชน์ในการอธิบายกลไกการชราภาพ และพัฒนาวิธีการควบคุมเพื่อควบคุมการทำงานของเอนไซม์ด้วยสารเคมีหรือสารเมตาบอไลต์"

การศึกษานี้ตีพิมพ์ใน เซลล์แก่ชรา ในเดือนมิถุนายน 2563 



โพสต์เก่ากว่า โพสต์ใหม่กว่า