บทความอายุยืน

นักวิทยาศาสตร์กำลังสำรวจยีนอายุยืนในหนูตุ่นเปล่าเพื่อยืดอายุขัยของหนู

นักวิทยาศาสตร์กำลังสำรวจยีนอายุยืนในหนูตุ่นเปล่าเพื่อยืดอายุขัยของหนู
  • การปลูกถ่ายยีนอายุยืนจากหนูตุ่นเปล่าได้พิสูจน์แล้วว่าสามารถยืดอายุขัยของหนูได้ 

  • ยีนนี้ไม่เพียงแต่ยืดอายุขัยเท่านั้น แต่ยังสามารถป้องกันการเจริญเติบโตของเนื้อร้ายได้อีกด้วย 

  • ด้วยการส่งออกยีนอายุยืนนี้ข้ามสปีชีส์ นักวิจัยสามารถยืดอายุขัยของมนุษย์ได้ 

การศึกษานี้โพสต์โดย sciencedaily:

หนูตุ่นเปลือยมีคุณสมบัติทางสรีรวิทยาที่เป็นเอกลักษณ์ซึ่งทำให้พวกมันแตกต่างจากสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดอื่น  

ตั้งแต่การตาบอดไปจนถึงความสามารถในการเจริญเติบโตใต้ดิน และการเผาผลาญความร้อนภายนอกที่ช่วยรักษาอุณหภูมิของร่างกายผ่านสภาพแวดล้อมภายนอก สัตว์เหล่านี้สร้างมาเพื่อสิ่งมีชีวิตที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัว อย่างไรก็ตาม สิ่งที่ระบุได้ชัดเจนที่สุดก็คืออายุขัยของหนูตุ่นเปลือย ซึ่งสัตว์เหล่านี้สามารถมีอายุได้ถึง 41 ปี ซึ่งถือเป็นความสำเร็จที่น่าประหลาดใจสำหรับสัตว์ฟันแทะตัวเล็ก 

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโรเชสเตอร์ สังเกตเห็นการมีอายุยืนยาวนี้ โดยทดลองแยกยีนที่รับผิดชอบต่อชีวิตอันยาวนานของหนูตุ่น และถ่ายโอนไปยังหนู  

“การศึกษาของเราพิสูจน์ให้เห็นถึงหลักการที่ว่ากลไกการมีอายุยืนยาวอันเป็นเอกลักษณ์ที่พัฒนาในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมสายพันธุ์ที่มีอายุยืนยาวนั้นสามารถส่งออกไปเพื่อปรับปรุงอายุขัยของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่นๆ ได้” Vera Gorbunova ศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาและการแพทย์ของ Doris Johns Cherry แห่ง Rochester กล่าว 

ในบทความนี้ เราจะสำรวจว่างานวิจัยใดบ้างที่เปิดเผยเกี่ยวกับผลกระทบด้านสุขภาพและอายุขัยของการปลูกถ่ายยีนหนูตุ่นเปล่าให้เป็นหนู  

นอกจากนี้เรายังจะพิจารณาว่าการพัฒนานี้อาจหมายถึงอะไรในการยืดอายุขัยของมนุษย์ 

กลไกการแก่ชราอันเป็นเอกลักษณ์ของหนูตุ่นเปลือย 

หนูตุ่นเปลือยมีอายุยืนยาวเป็นพิเศษในอาณาจักรสัตว์ฟันแทะ โดยที่สัตว์เหล่านี้สามารถมีชีวิตอยู่ได้ถึงสี่ทศวรรษ หนูแฮมสเตอร์มีอายุเพียงห้าปีเท่านั้น- สัตว์อื่นๆ เช่น บีเวอร์แคนาดา จะเข้ามาใกล้กับหนูตุ่น โดยมีอายุขัยได้ถึง 23 ปี คล้ายกับเม่นที่สามารถมีชีวิตอยู่ได้ 27-28 ปี   

ลักษณะทางสรีรวิทยาและสังคมสงเคราะห์ของหนูตุ่นในด้านต่างๆ มีส่วนทำให้หนูตัวตุ่นมีอายุยืนยาว 

ตัวอย่างเช่น หนูตุ่นเปล่าแสดงภูมิคุ้มกันที่ดีเยี่ยมต่อการเจริญเติบโตของเนื้อเยื่อที่ไม่สามารถควบคุมได้ เมื่อเปรียบเทียบกับสัตว์ชนิดอื่นที่มีประสบการณ์ก 20-46% อัตราการตายเนื่องจากการเจริญเติบโตของเนื้อร้าย หนูตุ่นเปล่าได้พัฒนากลไกที่มีประสิทธิภาพเพื่อต่อต้านการพัฒนาเหล่านี้ 

ในอดีต นักวิจัยเชื่อว่าความต้านทานต่อเซลล์ที่มีประสิทธิภาพมีส่วนในการป้องกันหนูตุ่นเปล่าต่อการเจริญเติบโตและความเจ็บป่วยที่เกี่ยวข้อง อย่างไรก็ตามต่อไป การศึกษาพบว่าสภาพแวดล้อมจุลภาคของสัตว์โครงสร้างเซลล์และโมเลกุลที่ล้อมรอบแต่ละเซลล์ บวกกับระบบภูมิคุ้มกันของหนูตุ่นยับยั้งการเจริญเติบโตของมะเร็งในระยะแรก แทนที่จะสร้างกลไกต้านทานทันทีต่อสภาวะเหล่านี้  

ในทำนองเดียวกัน เช่นเดียวกับสิ่งมีชีวิตที่กำลังขุดโพรง หนูตุ่นเปล่าได้พัฒนาวิธีการที่มีประสิทธิภาพสูงในการเพิ่มออกซิเจนที่มีอยู่อย่างจำกัดที่อยู่ใต้ดิน สัตว์เหล่านี้มีทรัพยากรที่เหมาะสมในการเจริญเติบโตในสภาพแวดล้อมใต้ดินโดยการปรับตัวให้เข้ากับระดับออกซิเจนต่ำ 

ขณะหายใจของหนูตุ่น ปริมาณออกซิเจนสามารถนำไปสู่ความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชั่นได้หรือการปล่อยออกซิเจนชนิดปฏิกิริยา (ROS) ในไมโตคอนเดรีย ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเซลล์ที่รับผิดชอบในการผลิตพลังงาน เนื่องจากหนูตุ่นใช้วิธีนี้ตั้งแต่อายุยังน้อย การได้รับความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชั่นตั้งแต่เนิ่นๆ จึงสามารถลดความชราที่เกี่ยวข้องกับความเครียดได้ และส่งผลให้หนูมีอายุยืนยาวได้  

การเพิ่มคุณสมบัติพิเศษของหนูตุ่นเข้าไปก็คือ อัตราการเผาผลาญต่ำ- สิ่งมีชีวิตเหล่านี้ต้องการพลังงานน้อยลงเพื่อรักษาการทำงานในแต่ละวัน อัตราที่ต่ำนี้อาจเชื่อมโยงกับความจำเป็นในการจัดการทรัพยากรอาหารที่จำกัดขณะอยู่ใต้ดิน   

การทำงานของ dna ของหนูตุ่นยังช่วยให้มันมีอายุยืนยาวอีกด้วย เนื่องจาก dna เป็นหนึ่งในคุณสมบัติหลักของแต่ละเซลล์ การสึกหรอที่คาดหวังจากการสัมผัสสิ่งแวดล้อม เช่น การแผ่รังสี สารเคมี และผลพลอยได้จากการเผาผลาญ สามารถทำลายโครงสร้างนี้ ซึ่งนำไปสู่การแก่ชราของเซลล์ หนูตุ่นเปล่ามีการพัฒนาอย่างมีประสิทธิภาพ กลไกการซ่อมแซมดีเอ็นเอ เพื่อรักษาความสมบูรณ์ของเซลล์ ซึ่งสามารถส่งผลให้กระบวนการชราช้าลงได้ 

แต่แก่นแท้ของการมีอายุยืนยาวของหนูตุ่นเปล่านั้นคือโมเลกุลพิเศษ—กรดไฮยาลูโรนิกน้ำหนักโมเลกุลสูง (HMW-HA). ก่อนหน้านี้นักวิจัยได้ค้นพบสารประกอบนี้ว่า กลไกที่รับผิดชอบ การป้องกันของหนูตุ่นต่อการเจริญเติบโตที่คุกคามถึงชีวิต และค่ามัธยฐานช่วงอายุขัยที่สูง นักวิทยาศาสตร์กำลังทดสอบทางเลือกที่เป็นไปได้ในการยืดอายุขัยของแต่ละคนโดยการแยกสารประกอบนี้ออกและย้ายไปยังสัตว์อื่นๆ 

สารประกอบ hmw-ha ช่วยยืดอายุขัยได้อย่างไร 

ยีน hmw-ha เป็นพลังสำคัญเบื้องหลังการมีอายุยืนยาวของหนูตุ่นเปล่า นอกเหนือจากอายุขัยที่เพิ่มขึ้นแล้ว โมเลกุลเหล่านี้ยังควบคุมการทำงานหลักที่ส่งเสริมความสามารถด้านการรับรู้ สุขภาพของหัวใจ การทำงานของข้อต่อ และระบบสนับสนุนที่มักจะเสื่อมลงตามอายุ  

กรดไฮยาลูโรนิกที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงเป็นสารที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติในร่างกาย ตามที่พิสูจน์แล้วในหนูตุ่นเปล่า สารประกอบนี้ทำหน้าที่หลายอย่างและมีคุณสมบัติในการรักษาความชื้น การหล่อลื่น และความสมบูรณ์ของเนื้อเยื่อ  

Hmw-ha ถูกติดแท็กว่า 'น้ำหนักโมเลกุลสูง' เนื่องจากขนาดของโมเลกุลของกรดไฮยาลูโรนิก หนูตุ่นเปล่ามีน้ำหนักโมเลกุลมากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับ น้ำหนักโมเลกุลต่ำของมนุษย์หรือกรดโมเลกุลน้ำหนักปานกลางของรวงไก่ 

เท่าที่ คุณสมบัติต่อต้านริ้วรอย ไปซะ HMW-HA อัดแน่นไปด้วยการชะลอคุณสมบัติแห่งวัยที่คาดหวัง สารประกอบนี้สนับสนุนความคงตัวของเนื้อเยื่อและปรับปรุงสภาวะสมดุล ฟังก์ชั่นต้านการอักเสบยังช่วยรักษาความสมบูรณ์ของเซลล์ ในขณะที่คุณสมบัติต้านการแพร่กระจายของ HMW-HA ช่วยป้องกันโรคในสิ่งมีชีวิตไม่ให้แพร่กระจายระหว่างเซลล์  

Hmw-ha สามารถแยกออกหรือดัดแปลงเพื่อวัตถุประสงค์หลายประการ ในการศึกษานี้ นักวิจัยได้ถ่ายโอนยีนที่รับผิดชอบในการสร้างสารประกอบนี้ เพื่อค้นหาว่าหนูตุ่นที่มีอายุยืนยาวสามารถส่งออกไปยังหนูได้หรือไม่ 

การถ่ายโอนยีนที่ผลิต hmw-ha ไปยังหนู 

เมื่อเทียบกับหนูตุ่นเปล่า หนูทดลองโดยเฉลี่ยสามารถมีชีวิตอยู่ได้ประมาณ 4.5 ปี 

นักวิจัยอยากรู้เกี่ยวกับการยืดอายุขัยของหนูเหล่านี้ด้วยการดัดแปลงพันธุกรรมของเมาส์เพื่อสร้างยีน hyaluronan synthase 2 ในหนูตุ่นเปล่า ซึ่งสร้างโปรตีนที่สร้าง hmw-ha 

นักวิจัยพบว่าหนูที่ได้รับการปรับปรุงด้วยยีนอายุยืนของหนูตุ่นเปล่าได้รับการปกป้องที่ดีกว่าจากการเจริญเติบโตและเซลล์ผิวหนังที่เป็นมะเร็ง 

หนูเหล่านี้มีสุขภาพที่ดีขึ้นด้วย และที่สำคัญที่สุดคือมีอายุยืนยาวกว่าหนูทั่วไป 

เมื่อหนูที่ได้รับการปรับปรุงเหล่านี้มีอายุมากขึ้น นักวิจัยพบว่าพวกมันแสดงอาการอักเสบในส่วนต่างๆ ของร่างกายน้อยลง ซึ่งเป็นข้อบ่งชี้ทั่วไปของความชรา สัตว์ฟันแทะเหล่านี้ยังรักษาสุขภาพทางเดินอาหารให้แข็งแรงเมื่อเทียบกับสัตว์ฟันแทะทั่วไป 

การยืดอายุขัยของมนุษย์? 

ความสำเร็จในการปลูกถ่ายยีนจากสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดหนึ่งไปยังอีกสัตว์หนึ่งได้เปิดโอกาสให้มนุษย์สามารถยืดอายุได้ "เราใช้เวลา 10 ปีในการค้นพบ hmw-ha ในหนูตุ่นเปล่า เพื่อแสดงให้เห็นว่า hmw-ha ช่วยให้สุขภาพของหนูดีขึ้น" gorbunova กล่าว "เป้าหมายต่อไปของเราคือการถ่ายทอดผลประโยชน์นี้ให้กับมนุษย์" 

นักวิจัยกำลังพิจารณาสองวิธีในการถ่ายโอนยีนอายุยืนจากหนูตุ่นเปล่าเข้าสู่ระบบของมนุษย์ ประการแรกคือการชะลอกระบวนการย่อยสลายสารประกอบ hmw-ha ที่เกิดจากอิทธิพลทั่วไป เช่น ความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน ประการที่สอง นักวิทยาศาสตร์เหล่านี้จะใช้มาตรการที่กระตุ้นการผลิตยีนเหล่านี้เพื่อส่งเสริมอายุขัยที่เพิ่มขึ้นในมนุษย์ 

Andrei Seluanov ศาสตราจารย์ด้านชีววิทยากล่าวว่า "เราได้ระบุโมเลกุลที่ชะลอการย่อยสลายของไฮยาลูโรนันแล้ว และกำลังทดสอบโมเลกุลเหล่านี้ในการทดลองก่อนคลินิก" "เราหวังว่าการค้นพบของเราจะเป็นตัวอย่างแรก แต่ไม่ใช่ตัวอย่างสุดท้ายว่าการปรับตัวให้มีอายุยืนยาวจากสายพันธุ์อายุยืนสามารถนำมาปรับใช้เพื่อให้เป็นประโยชน์ต่อการมีอายุยืนยาวและสุขภาพของมนุษย์ได้อย่างไร" 

บทสรุป 

เราเพิ่งเริ่มต้นที่จะเริ่มต้นการขยายขอบเขตของชีวิตในชีวิตมนุษย์และสัตว์ 

จากการศึกษานี้เพียงอย่างเดียว นักวิจัยได้ค้นพบวิธีการไม่เพียงแต่ทำให้อายุยืนยาวขึ้น แต่ยังรวมถึงวิธีปรับปรุงความเป็นอยู่ที่ดี และควบคุมการลดลงตามปกติที่เกี่ยวข้องกับการสูงวัยอีกด้วย 

การค้นพบใหม่เหล่านี้เปิดโอกาสสำหรับความเป็นอยู่ที่ดีขึ้นของมนุษย์ และความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับการทำงานภายในและความสามารถของสิ่งมีชีวิต 

อ้างอิง:

Hadi F, Kulaberoglu Y, Lazarus KA และคณะ การเปลี่ยนแปลงของเซลล์ตุ่นหนูเปล่า ธรรมชาติ- 2020;583(7814):E1-E7. ดอย:10.1038/s41586-020-2410-x 

Saldmann f, viltard m, leroy c, friedlander g. หนูตุ่นเปลือย: ตัวอย่างเฉพาะของความเครียดออกซิเดชันเชิงบวก Oxid Med เซลล์มีอายุยืนยาว- 2019;2019:4502819. เผยแพร่เมื่อ 2019 ก.พ. 7. doi:10.1155/2019/4502819 

Snetkov p, zakharova k, morozkina s, olekhnovich r, uspenskaya m. กรดไฮยาลูโรนิก: อิทธิพลของน้ำหนักโมเลกุลต่อคุณสมบัติทางโครงสร้าง กายภาพ เคมีกายภาพ และการสลายตัวของไบโอโพลีเมอร์ โพลีเมอร์ (บาเซิล)- 2020;12(8):1800. เผยแพร่เมื่อ 2020 ส.ค. 11. doi:10.3390/polym12081800 

Gorbunova v, takasugi m, seluanov a. hyaluronan มีความยาวมาก ความเครียดของเซลล์- 2020;4(9):227-229. เผยแพร่เมื่อ 17 กรกฎาคม 2020 ดอย:10.15698/cst2020.09.231 



โพสต์เก่ากว่า โพสต์ใหม่กว่า