蛋白质组学,“僵尸”衰老的细胞和临床生物标志物

衰老和衰老,我们中的一些人沉迷于奢侈的同时别人很可能生活如果他们能按暂停按钮。

在过去几个世纪人类预期寿命大幅持续上升,引起哲学家、历史学家和科学家们都去探索长大意味着什么以及人体“生物钟”功能。

“僵尸细胞”和老化

在这种追求,科学家已经扩大了我们的理解在生物衰老细胞衰老的作用。

简单地说,细胞衰老是一个过程,细胞停止分裂,通过表型变化,检查参与组成分泌腺等和染色质的变化除了肿瘤抑制激活。¹衰老细胞积聚在几个器官随着我们年龄的增长,和参与组织功能障碍和很多疾病,比如癌症。因此,他们通常被认为是衰老的“标志”,被称为“僵尸”细胞。²

在小鼠模型中,基因消融衰老细胞及其分泌的产品(称为senescence-associated分泌表型,或SASP)已被证实能恢复组织功能障碍,提高心肌细胞肥大、肿瘤发生、动脉粥样硬化和骨关节炎。²

现在,虽然生活中有很多不确定性,一个(尽管有点恐怖)的确定是我们的年龄,我们会死;这是人生的范式。但是当然,当科学家们曾经画线内吗?

“死亡是不可避免的但老化不是。”说Nir Barzilai的创始董事老化研究所纽约阿尔伯特·爱因斯坦医学院的。

信贷:Unsplash克里斯蒂安·纽曼。

为了追求青春之泉

衰老细胞生物学理解的增加导致了一系列的创业公司看似涌现从地面追求发展senolytics、分子药物摧毁衰老细胞,或senomorphics,药物可以抑制SASP。

当然,一个应用程序这样的化合物可以探索人类衰老的“逆转”。各种senolytic化合物可用于购买在线,贴上“催化剂”。*

的另一种选择,也许更多的临床相关的应用senolytics或senomorphics疗法治疗体内的病态。

要实现这个目标,全面了解丰富的细胞内衰老细胞及其分泌的产品,需要组织和器官:换句话说,一个简单的生物标志物的衰老,或“老化”。

在一项新的研究发表在公共科学图书馆生物学,科学家博士后Nathan Basisty领导的巴克研究所利用蛋白质组学的发展,广泛概要SASP的人类细胞。他们的分析整理在一个数据库,目前该领域的研究人员。

蛋白质组学的进步我们理解人类的衰老

188金宝搏备用巴克与Judith Campisi教授和这项研究的资深作者,Birgit先令,高级合作者和助理教授和主任巴克研究所的蛋白质组学和质谱中心了解更多的技术进步,使本研究和预测影响的研究。

“茱蒂是一个领域的先驱衰老和诠释了这个生物学提出有助于我们理解在衰老细胞衰老的作用,“先令说。“我们合作大约10年前与朱迪的生物学相结合的现代蛋白质组学技术在我实验室。朱蒂在2010年发表了一篇文章,她用一种抗体阵列的SASP衰老细胞。我们认为,‘让我们使用发现技术和仔细看一个更公正的时尚的。”

质谱(MS)是关键的科学家;具体来说,“数据独立的方法”,或者印度。

如果你不熟悉DIA之间的差异和数据依赖收购(DDA),一定要看看我们的信息图表,DIA vs。

“DIA,过去被称为片,是一个女士的技术方法,与英国相比,我们使用windows,把整个肽范围从MS1数据,而不是集中在一个选择号码的肽筛选了。这允许发现和量化与此同时,“先令评论。

DIA的方法提供了一个似乎更“整体”的观点发生了什么在分子水平上,确保捕获蛋白质表达水平较低。“这真的克服抽样的随机性,其他技术,如银两,忍受。应用这种技术为我们提供了综合性还没有见过。”

利用DIA的方法,科学家们扩大了在已知被衰老细胞分泌的蛋白质超过1000。他们最初的研究采用了人类从肾肺成纤维细胞和上皮细胞。这些初步的数据分析中发现的与衰老的标志巴尔的摩衰老的纵向研究涉及3200多名志愿者。

创建一个“全身”衰老的生物标志物

Basisty和团队发现了一个“核心”的衰老因素(所有不同类型的衰老细胞分泌的研究)在人类血浆随着年龄的升高显著。科学家们认为,这些核心因素可以提供发展的基础“全身”衰老的生物标志物。Campisi解释说这是一个时钟的生物年龄,不是实足年龄:“我们的想法是,你可以看样品,很容易获得,如等离子体,或者更好的是,尿液和唾液,并寻找这些蛋白质,我们知道是衰老的标志,随着年龄的增长也会增加。从这些数据,我们就能确定一个人多大年纪生物。”

一些“核心”衰老因素发现metalloproteases已经在炎症中发挥作用。然而,其他几个less-researched因素被发现在这项研究中,如生长/分化因子15 (GDF15),应激反应的细胞因子。

“这是真正的公正的方法我们的技术走了进来。我们的一个同事,路易吉费鲁奇,医学博士,主任巴尔的摩衰老的纵向研究,在人血浆进行了一项研究,他发现GDF15是最好的生物老化预测数据集。这是我们的一个最强大的衰老标记,“先令言论。

费鲁奇指出,“senescence-associated生物标记的发展将使我们能够确定驱动衰老和疾病的因素在特定的组织和希望会导致早期发现和干预措施,以防止疾病进展。我们很高兴与巴克研究所合作这项工作。”

衰老,它并不总是一件坏事

“SASP的复杂性,这通常是由几十个分泌蛋白质,已经很大程度上被低估了,和一个小的因素无法解释不同衰老表型产生在活的有机体内,”Basisty说。他描述了SASP阿特拉斯作为一个全面的可溶性蛋白质组数据库和外来体SASP因素来自多个衰老诱导物和细胞类型。每个概要文件包含极其不同,不同的蛋白质除了蛋白质的“核心”子集SASPs升高。

“现在企业和研究机构使用senolytics,这个想法是,他们可以选择性地杀死衰老。我们显示在过去的10年中,虽然这是事实,衰老细胞导致许多与年龄相关的疾病,他们并不总是坏事。我们的想法是,通过了解每个细胞分泌衰老表型的一部分,我们可以帮助制药行业设计更有针对性的药物。”

“蛋白质组学允许我们采取一个完全公正的方法在这个项目中,是一个最好的例子,如何利用高端技术推进生物问题,“总结先令。“我们的希望是,SASP阿特拉斯将促进蛋白质的识别驱动特定senescence-associated衰老表型和目录和开发潜在生物标志物来评估的负担和起源衰老细胞在活的有机体内。"

Judith Campisi Birgit先令,巴克研究所和莫莉坎贝尔说,科普作家、技术网络。188金宝搏备用

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引用:

1。 m . van Deursen。(2014)。衰老细胞衰老的作用。自然。DOI: 10.1038 / nature13193。

2。 冈萨雷斯·派斯·高酷栗在高Gualda多尔蒂和穆尼奥斯Espin。(2019)。针对衰老细胞转化医学。地中海EMBO摩尔。DOI: 10.15252 / emmm.201810234。

3所示。 Basisty et al。(2020)。的蛋白质组学图谱Senescence-Associated Secretomes老化生物标志物的发展。科学的进步。DOI:http://dx.doi.org/10.1371/journal.pbio.3000599。