บทความอายุยืน

โปรตีน NANOG 'ความเยาว์วัยชั่วนิรันดร์' ต่อสู้กับความชราในเซลล์กล้ามเนื้อได้อย่างไร

โปรตีน NANOG 'ความเยาว์วัยชั่วนิรันดร์' ต่อสู้กับความชราในเซลล์กล้ามเนื้อได้อย่างไร

ตั้งแต่นิทานเกี่ยวกับน้ำพุแห่งความเยาว์วัยไปจนถึงเรื่องราวมหัศจรรย์ที่เกี่ยวข้องกับหินที่ทำให้เจ้าของมีความเป็นอมตะ มนุษย์ต่างหลงใหลในการอนุรักษ์ความเยาว์วัยและการป้องกันความชรามานานนับพันปี เรื่องเล่าที่ไม่ค่อยมีใครพูดถึงเรื่องหนึ่งเป็นเรื่องเกี่ยวกับดินแดนของ tír na nóg ซึ่งเป็นตำนานของชาวไอริชโบราณที่เกี่ยวข้องกับอาณาจักรเหนือธรรมชาติที่ราวกับสวรรค์แห่งความเยาว์วัย ความงาม และสุขภาพที่ยั่งยืน  

ด้วยอุดมคติแห่งความอ่อนเยาว์นี้ นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยบัฟฟาโลในนิวยอร์กจึงมุ่งเน้นไปที่ผลในการต่อต้านวัยของโปรตีน nanog ซึ่งตั้งชื่อตามนิทานพื้นบ้านของชาวเซลติกที่มีชื่อเสียงในเซลล์กล้ามเนื้อโครงร่างที่แก่ชรา ตีพิมพ์ในวารสาร ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์, ชาฮินีและเพื่อนร่วมงานพบว่าการกระตุ้นกิจกรรม nanog ช่วยย้อนสัญญาณแห่งวัยหลายประการ และส่งเสริมการสร้างเซลล์กล้ามเนื้อใหม่ แม้ว่าจะไม่ได้ให้ความเยาว์วัยและความเป็นอมตะนิรันดร์นัก แต่งานวิจัยนี้เสนอความหวังให้กับหนึ่งในสามของผู้ใหญ่ที่มีอายุเกิน 60 ปี ที่ได้รับผลกระทบจากการสูญเสียมวลกล้ามเนื้อที่เรียกว่ามวลกล้ามเนื้อน้อยซึ่งมักทำให้ร่างกายอ่อนแอลง  

ความชราภาพ มวลกล้ามเนื้อน้อย และกล้ามเนื้อโครงร่าง

เมื่ออายุ 30 ปี มวลกล้ามเนื้อโครงร่างและความแข็งแรงของเราจะค่อยๆ ลดลง โดยคนอายุ 80 ปี มักจะสูญเสียกล้ามเนื้อ 50% หรือมากกว่านั้นเมื่อยังเป็นเด็ก จำนวนและความสามารถของกล้ามเนื้อที่ลดลงอย่างมากในผู้สูงอายุส่งผลให้คุณภาพชีวิตและความเป็นอิสระลดลง โดยมีความเสี่ยงเพิ่มขึ้นต่อความอ่อนแอ การหกล้ม กระดูกหัก และการเสียชีวิต 

แม้ว่ามีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อการสูญเสียกล้ามเนื้อมวลกล้ามเนื้อน้อย แต่ทฤษฎีหนึ่งเกี่ยวข้องกับการสะสมเซลล์ชราภาพ ซึ่งเป็นเซลล์คล้ายซอมบี้ที่ผิดปกติซึ่งหยุดการเติบโตและการแบ่งตัว แต่ยังคงอยู่ในร่างกาย โดยทิ้งร่องรอยของเศษเซลล์ที่อักเสบไว้เบื้องหลัง นักวิจัยเช่น shahini และเพื่อนร่วมงานเชื่อว่าการชราภาพที่เพิ่มขึ้นในเซลล์กล้ามเนื้อจะขัดขวางความสามารถของกล้ามเนื้อในการสร้างใหม่ ทำให้เกิดภาวะมวลกล้ามเนื้อน้อยและความผิดปกติอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับอายุ

เซลล์ปฐมภูมิที่เกี่ยวข้องกับการสร้างกล้ามเนื้อใหม่คือเซลล์ต้นกำเนิดจากกล้ามเนื้อ (myogenic progenitor) หรือที่เรียกว่า ไมโอบลาสต์ (myoblasts) ซึ่งสามารถเติบโตและเจริญเติบโตเป็นเซลล์กล้ามเนื้อ และสร้างเส้นใยกล้ามเนื้อที่เสียหายขึ้นมาใหม่ได้ อย่างไรก็ตาม ทั้งปริมาณและคุณภาพในการสร้างใหม่ของเซลล์เหล่านี้จะลดลงตามอายุ สาเหตุส่วนหนึ่งมาจากความชราภาพที่เพิ่มขึ้น 

เนื่องจากการฟื้นฟูกล้ามเนื้อโครงร่างขึ้นอยู่กับการกระตุ้นการทำงานของเซลล์ต้นกำเนิดจากกลุ่ม myogenic นักวิจัยจึงค้นหาวิธีง่ายๆ ที่จะอำนวยความสะดวกในการกระตุ้นการทำงานของเซลล์เหล่านี้ต่อไปเมื่อเราอายุมากขึ้น งานวิจัยอื่นๆ ได้ศึกษาถึงการเขียนโปรแกรมเซลล์ชราภาพใหม่เพื่อให้กลายเป็นเซลล์ต้นกำเนิดที่ยังไม่เจริญเต็มที่ซึ่งสามารถพัฒนาเป็นเซลล์ที่โตเต็มที่ได้อีกครั้ง อย่างไรก็ตาม กระบวนการนี้เสี่ยงต่อการเติบโตของเนื้องอก ทีมวิจัยนี้กลับพิจารณาถึงระดับ nanog ที่เพิ่มขึ้นแทน การศึกษาก่อนหน้า พบว่าการส่งเสริมกิจกรรมของโปรตีน "ความเยาว์วัยชั่วนิรันดร์" นี้ช่วยฟื้นฟูการทำงานของเซลล์หลายอย่างที่ลดลงตามอายุ รวมถึงการเจริญเติบโตและการสุกเต็มที่ของเซลล์ที่ลดลง  

ความชราภาพ มวลกล้ามเนื้อน้อย และกล้ามเนื้อโครงร่าง

การเพิ่มจำนวนเซลล์กล้ามเนื้อที่โตเต็มที่

ในชุดการทดลอง shahini และเพื่อนร่วมงานเริ่มต้นด้วยการยกระดับ nanog ในเซลล์กล้ามเนื้อวัยชราของมนุษย์ ซึ่งเป็นเซลล์ต้นกำเนิดที่เติบโตเป็นเซลล์กล้ามเนื้อที่เรียกว่า myocytes พวกเขาพบว่า nanog ที่อุดมสมบูรณ์นี้ช่วยเพิ่มจำนวนเซลล์ทั้งหมดและลดเวลาที่ใช้ในการเพิ่มจำนวนเซลล์เป็นสองเท่า โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การเติบโตของเซลล์ลดลงหลังจากสามสัปดาห์ของการกระตุ้นกิจกรรม nanog ซึ่งบ่งชี้ว่าวิธีนี้จะไม่นำไปสู่การเติบโตของเนื้องอกที่อาจเกิดขึ้นซึ่งมาพร้อมกับการเพิ่มจำนวนเซลล์อย่างไม่มีกำหนด โดยรวมแล้ว ผลลัพธ์เหล่านี้ชี้ให้เห็นถึงความสามารถของ nanog ในการย้อนรอยความชราภาพ อย่างน้อยก็ในการทดลองที่ใช้เซลล์นี้ 

การเพิ่มกิจกรรม nanog นี้ยังช่วยลดระดับของเครื่องหมายทั่วไปของการชราภาพของเซลล์อีกด้วย นอกจากนี้ยังช่วยฟื้นฟูยีนและวิถีทางหลายอย่างที่บกพร่องตามอายุ รวมถึงยีนที่เกี่ยวข้องกับการซ่อมแซม dna การเจริญเติบโตและการแบ่งตัวของเซลล์ และความเสถียรของโปรตีน นอกจากนี้ การเพิ่มระดับ nanog ยังส่งเสริมการกินอัตโนมัติ ซึ่งเป็นวิธีการของร่างกายในการรีไซเคิลและกำจัดเซลล์และชิ้นส่วนของเซลล์ที่เสียหายหรือผิดปกติ และปรับปรุงสุขภาพและการทำงานของแหล่งพลังงานของเซลล์ ซึ่งก็คือไมโตคอนเดรีย  

จากผู้ชายสู่หนู

ต่อไป พวกเขาศึกษาผลของการเพิ่มกิจกรรม nanog ในกล้ามเนื้อโครงร่างของหนูที่แก่ก่อนวัยอันควรซึ่งแสดงสัญญาณของการชราภาพและวัยชรา แม้ว่าหนูเหล่านี้จะอายุไม่มาก แต่เมาส์ประเภทนี้ก็เป็นแบบจำลองสัตว์ที่ได้รับการยอมรับอย่างดีสำหรับการศึกษาทั้งการบำบัดด้วยวัยและการชะลอวัย หลังจากที่กิจกรรมของ nanog เพิ่มขึ้น ไมโอบลาสต์ที่แยกได้จากหนูเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าอุบัติการณ์ของความเสียหายของ dna ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ พร้อมด้วยการทำงานของไมโตคอนเดรียที่ได้รับการฟื้นฟูและ atp (พลังงาน) ภายในเซลล์ที่เพิ่มขึ้น สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าการเพิ่มระดับของ nanog ในเซลล์กล้ามเนื้อโครงร่างของหนูที่แก่ก่อนวัยอันควร และที่อาจเป็นไปได้ในหนูที่อายุมากโดยทั่วไปด้วย อาจเป็นวิธีที่มีประโยชน์ในการต่อสู้กับผลกระทบของการชราภาพของเซลล์

สุดท้ายนี้ shahini และเพื่อนร่วมงานได้พิจารณาว่าการกระตุ้น nanog ในกล้ามเนื้อแขนขาส่วนล่างของหนูส่งผลต่อการเติบโตของเซลล์อย่างไร พวกเขาพบว่าการเพิ่ม nanog ช่วยลดปริมาณของ myoblasts ในวัยชราลงอย่างมีนัยสำคัญ ขณะเดียวกันก็เพิ่มจำนวน myoblasts ที่ทำงานได้ตามปกติอีกด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่ง กล้ามเนื้อที่แสดงออกของ nanog ยังมีโปรตีนเส้นใยชนิดเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับการหดตัวของกล้ามเนื้อในระดับสูง ซึ่งบ่งบอกถึงสัญญาณของการสร้างเส้นใยกล้ามเนื้อใหม่ 

เยาวชนนิรันดร์

อนาคตของtír na nóg-like everlast youth?

ด้วยงานนี้ shahini และเพื่อนร่วมงานได้แสดงหลักฐานถึงทางเลือกอื่นในการย้อนกลับการชราภาพใน myoblasts โดยไม่ต้องตั้งโปรแกรมเซลล์ใหม่ให้เป็นเวอร์ชันที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะก่อน เนื่องจากการเพิ่มระดับของ nanog ในแบบจำลองของมนุษย์และหนูเหล่านี้ทำให้สัญญาณของการชราภาพที่เกี่ยวข้องกับอายุลดลง และปรับปรุงสุขภาพโดยรวมของเซลล์และไมโตคอนเดรีย โปรตีนนี้ตั้งชื่อตามดินแดนในตำนานแห่งความเยาว์วัยอันเป็นนิรันดร์ มีชีวิตอยู่ตามชื่อของมัน อย่างน้อยก็ในกล้ามเนื้อโครงร่าง

ความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับ nanog และพฤติกรรมของมันในมนุษย์ทั้งเด็กและผู้ใหญ่ อาจเป็นก้าวสำคัญในการค้นพบวิธีใหม่ๆ ในการต่อสู้กับความชราและอาการที่เกี่ยวข้อง เช่น ภาวะมวลกล้ามเนื้อน้อย ในฐานะผู้เขียนที่เกี่ยวข้องของการศึกษา stelios t. andreadis, ph.d., สรุป“งานของเรามุ่งเน้นไปที่การทำความเข้าใจกลไกการทำงานของ NANOG โดยหวังว่าจะค้นพบเป้าหมายที่ใช้ยาได้ในเครือข่ายการส่งสัญญาณหรือเมแทบอลิซึมที่เลียนแบบผลการต่อต้านวัยของ NANOG ท้ายที่สุดแล้ว งานนี้สามารถช่วยนำไปสู่การรักษาหรือการรักษาใหม่ๆ ที่ช่วยชะลอความชราของเซลล์ และช่วยเหลือผู้คนจำนวนมากที่ทุกข์ทรมานจากความผิดปกติที่เกี่ยวข้องกับอายุ”

อ้างอิง: 

Mistriotis P, Bajpai VK, Wang X และคณะ NANOG กลับคืนศักยภาพในการสร้างความแตกต่างแบบไมโอจีนิกของเซลล์ต้นกำเนิดแบบ Senescent โดยการฟื้นฟูองค์กรเส้นใย ACIN และการแสดงออกของยีนที่ขึ้นกับ SRF เซลล์ต้นกำเนิด- 2017;35(1):207-221. ดอย:10.1002/stem.2452

Shahini A, Rajabian N, Choudhury D, และคณะ การปรับปรุงจุดเด่นของการชราภาพของเซลล์ในต้นกำเนิด myogenic ของกล้ามเนื้อโครงร่าง ในหลอดทดลอง และ ในร่างกาย วิทยาศาสตรบัณฑิต 2021;7(36):eabe5671. ดอย:10.1126/sciadv.abe5671



โพสต์เก่ากว่า โพสต์ใหม่กว่า