บทความอายุยืน

เอนไซม์ซ่อมแซมความเสียหายของ DNA ที่เกี่ยวข้องกับอายุของยีนที่เกี่ยวข้องกับหน่วยความจำ

เอนไซม์ซ่อมแซมความเสียหายของ DNA ที่เกี่ยวข้องกับอายุของยีนที่เกี่ยวข้องกับหน่วยความจำ
  • เอนไซม์ hdac1 สามารถซ่อมแซมความเสียหายของ dna ที่เกี่ยวข้องกับอายุของยีนที่เกี่ยวข้องกับความจำและการรับรู้ 

  • Hdac1 จะลดลงตามอายุและในผู้ป่วยอัลไซเมอร์ ในหนูที่ไม่มี hdac1 ความเสียหายของ dna จะสะสมในเซลล์ประสาท 

  • การฟื้นฟู hdac1 อาจเป็นประโยชน์ต่อโรคอัลไซเมอร์ และเพื่อปกป้องการทำงานของการรับรู้ในผู้ใหญ่วัยปกติ

บทความนี้ถูกโพสต์ใน mit news: 

นักประสาทวิทยาของ mit ได้ค้นพบว่าเอนไซม์ที่เรียกว่า hdac1 มีความสำคัญอย่างยิ่งในการซ่อมแซมความเสียหายของ dna ที่เกี่ยวข้องกับอายุของยีนที่เกี่ยวข้องกับความจำและการทำงานของการรับรู้อื่นๆ เอนไซม์นี้มักจะลดลงทั้งในผู้ป่วยอัลไซเมอร์และผู้ใหญ่ที่มีอายุมาก

ในการศึกษาหนู นักวิจัยแสดงให้เห็นว่าเมื่อสูญเสีย hdac1 ความเสียหายของ dna บางประเภทจะก่อตัวขึ้นเมื่อหนูอายุมากขึ้น พวกเขายังแสดงให้เห็นว่าพวกเขาสามารถย้อนกลับความเสียหายนี้และปรับปรุงการทำงานของการรับรู้ด้วยยาที่กระตุ้น hdac1


การศึกษาชี้ให้เห็นว่าการฟื้นฟู hdac1 อาจมีประโยชน์เชิงบวกสำหรับทั้งผู้ป่วยอัลไซเมอร์และผู้ที่ทุกข์ทรมานจากความเสื่อมถอยทางสติปัญญาที่เกี่ยวข้องกับอายุ นักวิจัยกล่าว

"ดูเหมือนว่า HDAC1 จะเป็นโมเลกุลต่อต้านวัยจริงๆ" Li-Huei Tsai ผู้อำนวยการสถาบัน Picower เพื่อการเรียนรู้และความทรงจำของ MIT และผู้เขียนอาวุโสของการศึกษากล่าว "ผมคิดว่านี่เป็นการค้นพบทางชีววิทยาขั้นพื้นฐานที่นำไปใช้ได้อย่างกว้างขวาง เนื่องจากโรคเกี่ยวกับความเสื่อมของระบบประสาทของมนุษย์เกือบทั้งหมดเกิดขึ้นเฉพาะในช่วงอายุที่มากขึ้นเท่านั้น ผมคาดการณ์ว่าการเปิดใช้งาน HDAC1 จะมีประโยชน์ในหลายสภาวะ"

นักวิทยาศาสตร์การวิจัยของสถาบัน picower ping-chieh pao เป็นผู้เขียนหลักของการศึกษา ซึ่งปรากฏใน nature communications ในปัจจุบัน

มีสมาชิกหลายรายในตระกูลเอนไซม์ hdac และหน้าที่หลักของพวกมันคือปรับเปลี่ยนฮิสโตน ซึ่งเป็นโปรตีนที่อยู่รอบๆ dna ที่ถูกสพูล การปรับเปลี่ยนเหล่านี้ควบคุมการแสดงออกของยีนโดยการปิดกั้นยีนใน dna บางส่วนจากการถูกคัดลอกไปยัง rna

ในปี 2013 ห้องทดลองของ tsai ได้ตีพิมพ์เอกสารสองฉบับที่เชื่อมโยง hdac1 กับการซ่อมแซม dna ในเซลล์ประสาท ในรายงานฉบับปัจจุบัน นักวิจัยได้สำรวจว่าจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อการซ่อมแซมที่ใช้สื่อกลาง hdac1 ไม่เกิดขึ้น ในการทำเช่นนั้น พวกเขาออกแบบหนูให้สามารถกำจัด hdac1 โดยเฉพาะในเซลล์ประสาทและเซลล์สมองอีกประเภทหนึ่งที่เรียกว่าแอสโตรไซต์

ในช่วงหลายเดือนแรกของชีวิตของหนู ไม่มีความแตกต่างที่เห็นได้ชัดเจนในระดับความเสียหายหรือพฤติกรรมของ dna เมื่อเทียบกับหนูปกติ อย่างไรก็ตาม เมื่อหนูมีอายุมากขึ้น ความแตกต่างก็ชัดเจนมากขึ้น ความเสียหายของ dna เริ่มสะสมในหนูที่ขาด hdac1 และพวกมันยังสูญเสียความสามารถบางส่วนในการปรับความเป็นพลาสติกของซินแนปติก - การเปลี่ยนแปลงความแข็งแกร่งของการเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ประสาท หนูที่มีอายุมากกว่าที่ไม่มี hcac1 ยังแสดงความบกพร่องในการทดสอบหน่วยความจำและการนำทางในอวกาศ

นักวิจัยพบว่าการสูญเสีย hdac1 นำไปสู่ความเสียหายของ dna ประเภทหนึ่งที่เรียกว่ารอยโรค 8-oxo-guanine ซึ่งเป็นสัญญาณของความเสียหายของ dna แบบออกซิเดชั่น การศึกษาผู้ป่วยอัลไซเมอร์ยังแสดงให้เห็นความเสียหายของ dna ประเภทนี้ในระดับสูง ซึ่งมักเกิดจากการสะสมของผลพลอยได้จากการเผาผลาญที่เป็นอันตราย ความสามารถของสมองในการล้างผลพลอยได้เหล่านี้มักจะลดลงตามอายุ


เอนไซม์ที่เรียกว่า ogg1 มีหน้าที่ซ่อมแซมความเสียหายของ dna ที่เป็นออกซิเดชันประเภทนี้ และนักวิจัยพบว่าจำเป็นต้องใช้ hdac1 เพื่อกระตุ้น ogg1 เมื่อ hdac1 หายไป ogg1 จะไม่สามารถเปิดได้ และความเสียหายของ dna จะไม่ได้รับการซ่อมแซม ยีนหลายตัวที่นักวิจัยพบว่ามีความอ่อนไหวต่อความเสียหายประเภทนี้มากที่สุดจะเข้ารหัสช่องไอออน ซึ่งมีความสำคัญต่อการทำงานของไซแนปส์

เมื่อหลายปีก่อน tsai และ stephen haggarty จาก harvard medical school ซึ่งเป็นผู้เขียนการศึกษาครั้งใหม่นี้ ได้คัดกรองห้องสมุดของโมเลกุลขนาดเล็กเพื่อค้นหาสารประกอบยาที่อาจกระตุ้นหรือยับยั้งสมาชิกของตระกูล hdac ในรายงานฉบับใหม่ tsai และ pao ใช้ยาตัวใดตัวหนึ่งที่เรียกว่า exifone เพื่อดูว่าพวกเขาสามารถฟื้นฟูความเสียหายของ dna ที่เกี่ยวข้องกับอายุที่พบในหนูที่ไม่มี hdac1 ได้หรือไม่

นักวิจัยใช้ exifone เพื่อรักษาหนูอัลไซเมอร์ 2 รุ่นที่แตกต่างกัน รวมถึงหนูอายุมากที่มีสุขภาพดี ในทุกกรณี พวกเขาพบว่ายาลดระดับความเสียหายของ dna แบบออกซิเดชั่นในสมอง และปรับปรุงการทำงานของการรับรู้ของหนู รวมถึงความจำด้วย

Exifone ได้รับการอนุมัติในช่วงทศวรรษ 1980 ในยุโรปเพื่อใช้รักษาโรคสมองเสื่อม แต่ต่อมาถูกถอดออกจากตลาดเนื่องจากทำให้ตับถูกทำลายในผู้ป่วยบางราย Tsai กล่าวว่าเธอมองโลกในแง่ดีว่ายาที่ออกฤทธิ์ HDAC1 ที่ปลอดภัยกว่าตัวอื่นอาจคุ้มค่าที่จะนำไปใช้เป็นวิธีการรักษาที่มีศักยภาพสำหรับทั้งความเสื่อมถอยทางสติปัญญาที่เกี่ยวข้องกับอายุและโรคอัลไซเมอร์

"การศึกษาครั้งนี้ทำให้ HDAC1 เป็นเป้าหมายยาใหม่ที่มีศักยภาพสำหรับฟีโนไทป์ที่เกี่ยวข้องกับอายุ เช่นเดียวกับพยาธิวิทยาและฟีโนไทป์ที่เกี่ยวข้องกับการเสื่อมของระบบประสาท" เธอกล่าว

ขณะนี้ห้องทดลองของ tsai กำลังสำรวจว่าความเสียหายของ dna และ hdac1 มีบทบาทในการก่อตัวของ tau tangles หรือไม่ ซึ่งเป็นโปรตีนที่พับผิดในสมองซึ่งเป็นสัญญาณของโรคอัลไซเมอร์และโรคความเสื่อมของระบบประสาทอื่นๆ

การศึกษานี้ตีพิมพ์ใน การสื่อสารธรรมชาติ ในเดือนพฤษภาคม 2563 



โพสต์เก่ากว่า โพสต์ใหม่กว่า