세포 노화의 새로운 원인

USC Viterbi 공과 대학의 새로운 연구는 노화 과정의 작동 방식에 대한 이해의 열쇠가 될 수 있습니다. 이번 발견은 황혼의 해에 인간의 건강을 크게 향상시킬 수있는 더 나은 암 치료법과 혁신적인 신약을위한 길을 열어 줄 것입니다.

화학 공학 및 재료 과학 조교수 Nick Graham과 그의 팀은 생물 과학 및 생물 의학 공학 교수, Scott Fraser, Zohrab A. Kaprielian 연구원 공학과 핀 왕과 공동으로 작업 한 논문 이 최근 저널 에 발표되었습니다. 생물 화학 .

Graham은“청소년 분수에서 마시려면 청년 분수가 어디에 있는지 파악하고 청년 분수가 무엇을하고 있는지 이해해야한다”고 말했다. "우리는 그 반대의 일을하고있다. 우리는 세포가 노화되는 이유를 연구하여 더 나은 노화를위한 치료법을 설계 할 수 있도록 노력하고있다."

세포가 노화되는 원인은 무엇입니까?

이를 달성하기 위해 Graham 실험실의 대학원생 인 Alireza Delfarah는 세포가 새로운 세포의 생성을 영구적으로 멈추는 자연 과정 인 노화에 중점을 두었습니다. 이 과정은 관절염, 골다공증 및 심장병과 같은 질병에서 나타나는 연령 관련 감소의 주요 원인 중 하나입니다.

Delfarah 박사는“노화 세포는 줄기 세포와 사실상 반대이며, 이는자가 재생 또는 분열에 대한 무한한 잠재력을 가지고있다”고 말했다. "노화 세포는 다시 분열 될 수 없습니다. 그것은 돌이킬 수없는 상태의 세포주기 정지입니다."

연구팀은 노화 된 노화 세포가 DNA의 빌딩 블록 인 뉴클레오타이드라는 화학 물질의 생산을 중단한다는 것을 발견했습니다. 그들은 어린 세포를 가지고 뉴클레오티드 생산을 중단하도록 강요했을 때 노화되거나 노화되었습니다.

델 파라는“이것은 뉴클레오타이드 생산이 세포를 젊게 유지하는 데 필수적이라는 것을 의미한다. "또한 우리가 세포가 뉴클레오티드 합성을 잃는 것을 막을 수 있다면 세포의 노화 속도가 느려질 수 있습니다."

Graham의 연구팀은 세포가 소비하는 영양소가 어떻게 다른 생화학 적 경로로 처리되는지 추적하기 위해 견고하게 증식하고있는 젊은 세포를 조사하여 안정적인 탄소 동위 원소로 표지 된 분자를 공급했습니다.

Scott Fraser와 그의 실험실은 연구팀과 함께 결과의 3D 이미지를 개발했습니다. 이미지는 예기치 않게 노화 세포가 종종 두 개의 핵을 가지고 있으며 DNA를 합성하지 않는다는 것을 밝혀 냈습니다.

지금까지 노화는 주로 동물의 결합 조직을 구성하는 가장 일반적인 세포 인 섬유 아세포로 알려진 세포에서 연구되었습니다. Graham의 연구팀은 대신 상피 세포, 신체의 장기와 구조 표면을 감싸는 세포 및 대부분의 암이 발생하는 세포의 유형에서 노화가 일어나는 방식에 중점을두고 있습니다.

Graham은 노화가 신체의 암에 대한 방어막으로 가장 널리 알려져 있다고 말했다. 세포가 암으로 발전 할 위험이있는 손상을 유지하면 노화로 들어가서 증식을 멈추게되어 암이 발병 및 확산되지 않습니다.

"때때로 사람들은 노화를 양날의 칼로 암에 대해 보호한다고 말하면서 좋은 일이라고합니다."라고 Graham은 말했습니다. "그러나 그것은 또한 당뇨병, 심장 기능 장애 또는 죽상 동맥 경화증 및 일반적인 조직 기능 장애와 같은 노화와 질병을 촉진합니다."

Graham은 암세포를 방출 할 수 있기 때문에 노화를 완전히 예방하는 것이 목표는 아니라고 말했다.

그러나 다른 한편으로는 건강한 노화와 더 나은 기능을 촉진하기 위해 노화 세포를 제거하는 방법을 찾고 싶다”고 말했다.

Graham은 연구팀이 노화 세포를 제거 할 수있는 약물 개발 인 신생 세포 용해 분야에 응용할 수 있다고 말했다. 그는 인간 임상 시험은 아직 초기 단계라고 말했지만, 생쥐를 대상으로 한 연구에 따르면 노화 세포를 제거함으로써 생쥐의 수명이 더 길어지고 노화가 더 길어 진다고한다.

"그들은 노화와 기능이 저하 된 마우스를 노화 세포를 제거하기 위해 세포에 약물로 처리하고 마우스를 젊어지게 할 수 있습니다. 무엇이든, 이것이 젊은이의 샘인 이러한 세포질 분해 약물입니다."

그는 성공적인 senolytic 약물을 설계하기 위해서는 노화 세포의 고유 한 특성을 식별하여 약물이 정상적인 비 노화 세포에 영향을 미치지 않도록하는 것이 중요하다고 덧붙였다.

Graham 교수는“이곳에서 노화 세포 대사를 연구하고 노화 세포가 어떻게 독창적인지를 알아 내려고 노력하고있다.

-요약-

세포 노화에 대한 새 연구가 노화 과정이 어떻게 이루어지는지에 대한 이해를 넓혀주었다. 그 발견은 잠재적으로 노년에 건강을 크게 향상시킬 수 있는 혁신적인 새로운 약물이나 암 치료를 위한 길을 열어준다.

세포 노화의 원인을 알아내기 위해서, 연구자들이 세포가 새로운 세포를 만드는 것을 영구적으로 멈추는 자연적 과정인 노쇠(senescence)에 초점을 맞췄다. 이 과정은 노화와 연관된 쇠퇴의 주요 원인들 중의 하나로, 관절염과 골다공증, 심장 질환과 같은 질병들에서 나타난다.

노쇠한 세포는 다시 분열하지 않으며, 세포 주기의 비가역적 저지 상태이다.

그들은 노쇠한 세포들이 DNA의 기본 구성 성분인 뉴클레오티드(nucleotides)라고 불리는 화학물질의 생산을 멈추는 것을 알아냈다. 그들이 어린 세포들에서 강제로 뉴클레오티드 생산을 멈추게 했을 때, 그 세포들이 노화했다.

이것은 뉴클레오티드의 생산이 세포들을 젊게 유지하는데 필수적이라는 것을 의미한다고 그 연구자들은 말했다. 세포들이 뉴클레오티드 합성을 잃는 것을 막을 수 있다면, 세포들이 더 천천히 늙어갈지도 모른다.

그들은 노쇠한 세포들이 종종 두 개의 핵을 가지고 DNA를 합성하지 않는다는 것을 밝혔다.

그들은 상피세포에서 노쇠과정을 연구했는데, 이들은 몸의 기관과 구조들의 표면에 있고 대부분의 암이 발생하는 세포의 종류이다.

노쇠는 암에 대항하는 몸의 보호장벽으로 널리 알려져 있다: 세포가 암으로 발달할 위험이 있는 손상을 입을 때, 노쇠 과정에 들어가서 증식을 멈춰서 암이 발달하거나 퍼지지 않도록 한다.

목표는 노쇠를 완전히 막는 것이 아니다. 그렇게 하면 암을 풀어줄지도 모르기 때문이다. 하지만, 다른 한편으로는 건강하게 나이 들기 위해서 노쇠한 세포들을 제거할 방법을 찾고 있다.

노쇠한 세포의 대사를 연구하고 노쇠한 세포가 어떻게 독특한지를 알아내면, 이 대사 경로를 겨냥해서, 건강하고 노쇠하지 않은 세포들에 영향을 주지 않는 약물을 고안할 수 있을 것이다.