旧的肌肉得到新的Pep在加州大学伯克利分校的干细胞研究

旧的肌肉有年轻活力的干细胞试验的工程师们加州大学伯克利分校,设置路径研究新的治疗老年性退行性疾病,如肌肉萎缩或阿尔茨海默氏症和帕金森疾病。

老肌肉再次Irina Conboy和摩根卡尔森已经学会了如何触发复兴旧,受损的肌肉。

设置的视频在6月15日发表的一项新的研究在一个先进的在线出版的《自然》杂志上,研究人员发现两个关键调控通路控制如何成人干细胞修复和替换受损的组织。

然后调整这些干细胞如何应对这些生化信号恢复老老鼠的肌肉组织的自我修复能力近以及肌肉的老鼠更年轻。

Irina Conboy、生物工程学助理教授和一名调查员在伯克利大学干细胞中心和加州理工学院定量生物科学(QB3)领导的研究小组进行这项研究。

因为发现与成体干细胞存在于现有的组织,这种振兴肌肉退化方法消除了道德和医学并发症从胚胎干细胞移植组织生长。

“我们有更近一步的干预可以恢复身体自身的干细胞,所以我们不必遭受一些使人衰弱的疾病与衰老有关,”说,这项研究的第一作者,摩根卡尔森,最近Conboy博士研究生的实验室。

右边的年轻小鼠的肌肉组织是健康的,新细胞替代受损组织创建的。这种能力会随着年龄而再生新细胞减少。

研究人员主要集中在两个相互竞争的分子途径的相互作用控制干细胞,坐在成熟,分化的细胞构成我们身体部位。当成熟的细胞损坏或磨损,干细胞被称为行动开始重建的过程。

“我们并没有意识到这一点,但是当我们长大了我们的身体不断地改造,“Conboy说。“我们不断瓦解,但我们不太注意它当我们年轻,因为我们总是被恢复。随着年龄的增长,我们的干细胞是预防,通过化学信号,做他们的工作。”

研究人员说,好消息是,旧组织的干细胞仍准备和能够执行他们的再生功能,如果他们得到适当的化学信号。研究表明,当旧的组织是放置在一个环境的年轻血液,干细胞表现得好像他们又年轻。

肌肉组织的年龄,它就失去了其充分的自我修复损伤的能力。而不是创建健康新细胞取代受损的,旧的肌肉组织成纤维细胞和疤痕,如下所示。

”相反,我们发现在去年发表的一项研究中,即使年轻干细胞迅速时代放置在血液和组织中从老老鼠,”卡尔森说,在加州大学伯克利分校将继续扩大他的工作在干细胞工程作为QB3研究员或博士后。他将Conboy来监管;汤姆•阿尔伯教授生物化学;副主任大卫·谢弗和伯克利大学干细胞中心和化学工程教授。

成体干细胞有一个受体叫切口,当激活时,告诉他们,现在是时候生长和分裂,研究人员说。但干细胞也有受体的蛋白质鉴定及引发连锁反应激活分子pSmad3并最终生产细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)抑制剂,从而调节细胞分裂的能力。

“有趣的是,激活切口与激活竞争pSmad3绑定到监管区域相同的干细胞CDK抑制剂,“Conboy说。“我们发现切口能够身体启动子的启动pSmad3 CDK抑制剂在干细胞的细胞核,它告诉我们,一个精确的操纵这些通路的平衡将允许控制干细胞的反应的能力。”

在这个肌肉组织从一个旧的鼠标,加州大学伯克利分校研究人员操纵成体干细胞的生化反应的组织,和肌肉能够自我修复损伤几乎以及肌肉从年轻的老鼠。

切口在分子生物学鉴定及是众所周知的,但Conboy实验室首次将它们连接到衰老的过程,也是第一个显示他们在反对彼此在成年干细胞的细胞核。

衰老和死亡不可避免的走向,在某种程度上,由于进步减少切口及水平的增加,生产的组合拳干细胞有效重建身体的能力,研究人员说。

“我们发现的是两个通道之间的相互作用——一个老龄化的通路,而另一个年轻的途径,“Conboy说。

但如果人员封锁了成体干细胞在旧组织应对这些鉴定及信号?研究人员把这个问题测试生物体通过比较旧的肌肉再生能力,2岁的老鼠,可比在年龄75 - 80岁的人,2个月大的老鼠,相似的年龄为20 - 25岁的人。

一群老老鼠,研究者禁用“衰老途径”,告诉干细胞停止除以使用建立pSmad3 RNA干扰,减少水平的方法。然后研究人员研究了不同组的小鼠的肌肉一到五天后对比损伤组织修复本身。

正如所料,研究人员发现,在年轻小鼠肌肉组织容易受损细胞换成新的,健康细胞。相比之下,受损的肌肉在对照组的旧小鼠成纤维细胞和疤痕组织的特征。

然而,肌肉干细胞衰老途径”的老老鼠已经抑制了显示水平的细胞再生与更年轻的同行,这是3到4倍的群“未经处理”老老鼠。

研究人员警告说,关闭及/ pSmad3通路完全通过关闭控制它的基因可能会导致许多健康问题。抑制细胞分裂的能力是关键在控制肿瘤的发展,例如。

“当我们年轻的时候,有一个最佳切口和鉴定及之间的平衡,”Conboy说。“我们需要找出这些化学物质的水平在年轻所以我们可以校准系统,当我们老了。如果我们能做到这一点,我们可以恢复组织修复很长一段时间。”

研究人员还警告解释这项研究作为衰老的灵丹妙药。

“我们不是在一个地方我们准备给自己注射及抗体和收工,”卡尔森说。“有多种机制参与我们的身体功能。我们知道,及参与老化的一个方面,但我们不知道它适合衰老的全球计划。”

除了他们的工作在成体干细胞,卡尔森和Conboy也发现人类胚胎干细胞可以中和老化的影响。Conboy去年收到的资金来自加州再生医学研究所(CIRM)从事这行研究。