บทความอายุยืน

การสร้างเซลล์หลอดเลือดใหม่สามารถชะลอความชราของหลอดเลือดได้หรือไม่? ดูการวิจัยล่าสุด

การศึกษาใหม่ชี้ให้เห็นว่าการสร้างเซลล์หลอดเลือดใหม่ช่วยชะลอความชราของหลอดเลือด

ดังที่โธมัส ซีเดนแฮม หรือที่เรียกกันว่าฮิปโปเครติสในอังกฤษกล่าวไว้ในศตวรรษที่ 17 ว่า “มนุษย์มีอายุเท่ากับหลอดเลือดแดงของเขา” 

นับเป็นครั้งแรกที่นักวิจัยได้ค้นพบวิธีการที่ประสบความสำเร็จในการศึกษากระบวนการชราของหลอดเลือด ซึ่งรวมถึงหลอดเลือดแดง หลอดเลือดดำ และเส้นเลือดฝอย กลไกที่เป็นนวัตกรรมใหม่นี้ ซึ่งใช้การสร้างแบบจำลองระดับเซลล์ อาจนำไปสู่การรักษาใหม่ๆ เพื่อชะลอความชราของหลอดเลือด 

ความเสียหายที่เกี่ยวข้องกับอายุต่อหลอดเลือด ซึ่งเป็นเครือข่ายของหลอดเลือดที่เชื่อมต่อหัวใจกับอวัยวะอื่นๆ เป็นปัจจัยเสี่ยงสำหรับโรคต่างๆ ที่นำไปสู่ความพิการและการเสียชีวิต ความผิดปกติเหล่านี้ได้แก่ โรคหัวใจและหลอดเลือด ส่งผลต่อหลอดเลือดหัวใจ และโรคหลอดเลือดสมอง ส่งผลต่อหลอดเลือดในสมอง 

ดังนั้น งานวิจัยใหม่ใดๆ ที่สามารถอธิบายได้ว่าเหตุใดการแก่ของหลอดเลือดจึงเกิดขึ้นได้อย่างไรและทำไม จึงมีศักยภาพในการลดความเสี่ยงของโรคที่ลุกลามเหล่านี้ และชะลอกระบวนการชรา  

ในบทความนี้ คุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการศึกษาล่าสุดที่ค้นพบวิธีสร้างเซลล์หลอดเลือดใหม่โดยมีเป้าหมายสูงสุดในการชะลอความชราและขยายหลอดเลือด สุขภาพ — อายุขัยมีชีวิตอยู่โดยปราศจากโรค — และอาจถึงอายุขัยด้วย  

ความเป็นมา: การดูความชราของหลอดเลือด 

เมื่อระบบหลอดเลือดมีอายุมากขึ้น หลอดเลือดจะแข็งตัว กลายเป็นปูน และรั่ว หลอดเลือดดำและหลอดเลือดแดงจะยืดหยุ่นน้อยลง การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ส่งผลให้ความดันโลหิตสูงและเพิ่มความเสี่ยงต่อโรคหัวใจ 

ในอดีต นักวิจัยได้สังเกตการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ด้วยสายตาเท่านั้น แทนที่จะวัดผลทางโมเลกุลของการแก่ชรา การรวบรวมเซลล์หลอดเลือดมีการรุกรานอย่างมาก ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการวิจัยเกี่ยวกับเครื่องหมายของเซลล์ของการแก่ของหลอดเลือดในมนุษย์จึงมีจำกัด การวิจัยก่อนหน้านี้เกี่ยวข้องกับแบบจำลองสัตว์เพื่อศึกษาเครื่องหมายทางชีวภาพของการแก่ชราในเนื้อเยื่อที่ไม่สามารถเข้าถึงได้ง่ายในมนุษย์ 

อีกวิธีหนึ่งที่การวิจัยก่อนหน้านี้ใช้คือการใช้เซลล์ต้นกำเนิด pluripotent ซึ่งเป็น "เซลล์หลัก" ที่สามารถโปรแกรมใหม่ให้เป็นเซลล์ประเภทใดก็ได้

แม้ว่ากระบวนการนี้จะสามารถสร้างเซลล์หลอดเลือดใหม่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่นักวิจัยพบว่าการเขียนโปรแกรมใหม่นี้จะขจัดการเปลี่ยนแปลงของโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับอายุที่อาจเกิดขึ้น โดยพื้นฐานแล้ว เซลล์ใหม่จะถูกรีเซ็ตเพื่อให้มีคุณสมบัติ "ใหม่" และลายเซ็นของเซลล์เท่านั้น การรีเซ็ตนี้หมายความว่าไม่สามารถศึกษากระบวนการชราของหลอดเลือดในเซลล์ได้ ดังนั้นกลยุทธ์การรักษาเพื่อกำหนดเป้าหมายความผิดปกติของหลอดเลือดที่เกี่ยวข้องกับอายุจึงอยู่ไม่ไกลเกินเอื้อม 

จนถึงขณะนี้ เมื่อนักวิจัยของ salk institute ได้ค้นพบวิธีการสร้างระบบหลอดเลือดของมนุษย์จากเซลล์ผิวหนังขึ้นมาใหม่ โดยไม่ต้องใช้สเต็มเซลล์ pluripotent ที่จะลบเครื่องหมายโมเลกุลของความชรา 

อายุของหลอดเลือดอาจทำให้เกิดหลอดเลือดและโรคหัวใจได้

นักวิจัยสร้างเซลล์หลอดเลือดใหม่ได้อย่างไร?

การศึกษาตีพิมพ์ใน อีไลฟ์ ในเดือนกันยายน 2020 ประพันธ์โดยนักวิจัยจาก Salk Institute ในซานดิเอโก 

การวิจัยก่อนหน้า จากทีมเดียวกันในปี 2558 อธิบายว่านักวิจัยสร้างเซลล์สมองที่แก่ชราจากเซลล์ผิวหนังของมนุษย์ได้อย่างไร เนื่องจากสมองเป็นอีกอวัยวะหนึ่งที่เข้าถึงและศึกษาได้ยาก วิธีการนี้จึงผลิตเซลล์ที่มีลักษณะเฉพาะของสมองผู้สูงอายุ ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถค้นคว้าเกี่ยวกับโรคทางระบบประสาทที่เกี่ยวข้องกับอายุ เช่น โรคอัลไซเมอร์ ได้ง่ายขึ้น

ในการศึกษานี้ นักวิจัยของ salk ใช้วิธีการเดียวกันในการกระตุ้นเซลล์หลอดเลือดโดยไม่มีสเต็มเซลล์ที่มี pluripotent เซลล์ผิวหนังที่เรียกว่าไฟโบรบลาสต์ถูกนำมาจากผู้บริจาคอายุน้อย 3 ราย (อายุ 19-30 ปี) ผู้บริจาคที่มีอายุมากกว่า 3 ราย (อายุ 62-87 ปี) และผู้ป่วยแปดรายที่เป็นโรค hutchinson-gilford progeria (hgps) hgps หรือที่เรียกว่า progeria เป็นโรคทางพันธุกรรมที่พบได้ยากที่ทำให้เกิดริ้วรอยก่อนวัยในช่วงวัยเด็ก ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงมักใช้ในการศึกษาเครื่องหมายทางชีวภาพของความชรา

จากนั้น นักวิจัยได้ตั้งโปรแกรมไฟโบรบลาสต์ใหม่โดยตรงเพื่อให้กลายเป็นเซลล์บุผนังหลอดเลือดในหลอดเลือด (ivec) และกระตุ้นเซลล์กล้ามเนื้อเรียบ (ismc) 

เซลล์บุผนังหลอดเลือดในหลอดเลือดประกอบขึ้นเป็นชั้นเซลล์เดียวตามเยื่อบุชั้นในของหลอดเลือด ความเสียหายต่อเซลล์เหล่านี้เกิดขึ้นก่อนโรคหลอดเลือดหัวใจ เซลล์กล้ามเนื้อเรียบล้อมรอบเซลล์บุผนังหลอดเลือด และเกี่ยวข้องกับการหดตัวและการขยายตัวของหลอดเลือด ซึ่งมีบทบาทในการพัฒนาหลอดเลือดและความดันโลหิตสูงเมื่อได้รับความเสียหาย 

หลอดเลือดแข็งแรง การวิจัยใหม่พบว่าการสร้างเซลล์หลอดเลือดใหม่จากไฟโบรบลาสต์อาจชะลอความชราของหลอดเลือด

ผลลัพธ์คืออะไร? 

นักวิจัยพบว่า ivecs และ ismcs แสดงเครื่องหมายที่ชัดเจนของความชราและการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับการกลายเป็นปูนและการอักเสบของหลอดเลือด 

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ivec จากผู้บริจาคที่มีอายุมากกว่าแสดงการแสดงออกที่เพิ่มขึ้นของยีน gstm1 และ pald1 ซึ่งเชื่อมโยงกับความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน วิถีทางการอักเสบ และการยับยั้งความเสถียรของจุดเชื่อมต่อของเยื่อบุผนังหลอดเลือด 

พวกเขายังดูที่ระดับโปรตีน bmp-4 (bone morphogenetic protein 4) ซึ่งเกี่ยวข้องกับการแข็งตัวของหลอดเลือดเมื่อมีการแสดงออกมากเกินไป ระดับ bmp-4 สูงกว่าในเซลล์ของผู้บริจาคที่มีอายุมากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับเซลล์ที่อายุน้อยกว่า

อย่างไรก็ตาม ระดับ bmp-4 ในผู้ป่วย hgps สูงกว่าผู้บริจาคที่มีอายุมากกว่าอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งบ่งชี้ว่า bmp-4 ยังเกี่ยวข้องกับกระบวนการเร่งอายุอีกด้วย

หลังจากค้นพบความสำคัญของระดับ bmp-4 ต่อการสูงวัยและสุขภาพหัวใจและหลอดเลือด นักวิจัยได้ปิดกั้นโปรตีนเพื่อดูผลกระทบต่อเซลล์หลอดเลือดที่มีอายุมากขึ้น 

พวกเขาพบว่าในผู้บริจาคที่เป็นโรคหลอดเลือด การใช้แอนติบอดีเป้าหมายเพื่อปิดกั้น bmp-4 ช่วยลดการรั่วไหลของหลอดเลือด ซึ่งมักเกิดขึ้นในหลอดเลือดที่แก่ชรา

ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่าการรักษาแบบใหม่สำหรับทั้งการแก่ชราของหลอดเลือดและ hgps อาจอยู่บนขอบฟ้า ขณะนี้นักวิจัยจะสามารถศึกษาผลกระทบของการรักษาหลอดเลือดต่างๆ โดยใช้วิธีการแปลงไฟโบรบลาสต์โดยตรงเป็นเซลล์หลอดเลือด การกำหนดเป้าหมาย bmp-4 อาจเป็นกลยุทธ์ใหม่ในการลดความเสียหายที่พบในทั้ง hgps และระบบหัวใจและหลอดเลือดของมนุษย์ที่มีอายุมากขึ้น  

ประเด็นสำคัญ: การวิจัยนี้หมายความว่าอย่างไร

  • ขณะนี้นักวิจัยของสถาบัน salk ประสบความสำเร็จในการแปลงไฟโบรบลาสต์ให้เป็นทั้งเซลล์ประสาทและเซลล์หลอดเลือด และมีแนวโน้มที่จะใช้กระบวนการนี้กับเซลล์ประเภทอื่นๆ ที่ได้รับผลกระทบจากความชราต่อไป  
  • กระบวนการนี้เป็นนวัตกรรมใหม่โดยใช้วิธีการแปลงโดยตรง ซึ่งใช้ไฟโบรบลาสต์และแปลงเป็นเซลล์หลอดเลือดโดยตรงโดยไม่ต้องใช้เซลล์ต้นกำเนิด pluripotent ทำให้สามารถวิจัยเกี่ยวกับเซลล์ชราได้ดีขึ้น เนื่องจากเซลล์ต้นกำเนิดจะกำจัดเครื่องหมายโมเลกุลของความชรา 
  • การวิจัยในอนาคตอาจใช้วิธีการแปลงโดยตรงนี้เพื่อลดความเสียหายของหลอดเลือดที่เกี่ยวข้องกับอายุ ซึ่งจะช่วยลดความเสี่ยงของโรคหลอดเลือดหัวใจและหลอดเลือดสมอง และยืดอายุสุขภาพและอาจรวมถึงอายุขัยด้วย 

อ้างอิง: 

เบอร์ซินี เอส, ชูลเต้ อาร์, หวง แอล, ไช่ เอช, เฮตเซอร์ mw การเขียนโปรแกรมใหม่โดยตรงของกล้ามเนื้อเรียบของมนุษย์และเซลล์บุผนังหลอดเลือดในหลอดเลือดเผยให้เห็นข้อบกพร่องที่เกี่ยวข้องกับความชราและกลุ่มอาการโปรเจเรียของฮัทชินสัน-กิลฟอร์ด เอไลฟ์- 2020;9:e54383. เผยแพร่เมื่อ 2020 กันยายน 8. doi:10.7554/eLife.54383

Mertens J, Paquola ACM, Ku M และคณะ เซลล์ประสาทมนุษย์ที่ได้รับการตั้งโปรแกรมใหม่โดยตรงยังคงรักษาลายเซ็นต์ทรานสคริปโตมิกที่เกี่ยวข้องกับการสูงวัย และเผยให้เห็นข้อบกพร่องทางนิวคลีโอไซโตพลาสซึมที่เกี่ยวข้องกับอายุ เซลล์ต้นกำเนิด. 2015;17(6):705-718. ดอย:10.1016/j.stem.2015.09.001

Ungvari Z, Tarantini S, Donato AJ, Galvan V, Csiszar A. กลไกของอายุหลอดเลือด Circ Res. 2018;123(7):849-867. ดอย:10.1161/CIRCRESAHA.118.311378

Wei x, wu w, li l และคณะ โปรตีนที่มีลักษณะทางสัณฐานวิทยาของกระดูก 2/4 ได้รับการควบคุมในช่วงแรกของการพัฒนาของการกลายเป็นปูนของหลอดเลือดในโรคไตเรื้อรัง ชีวการแพทย์ 2018;2018:8371604. เผยแพร่เมื่อ 12 เมษายน 2018 ดอย:10.1155/2018/8371604



โพสต์เก่ากว่า โพสต์ใหม่กว่า