Naukowcy z CAS i BGI Research odkryli, że immunoglobuliny są zarówno czynnikami wywołującymi, jak i markerami starzenia, a akumulacja IgG powoduje starzenie się tkanek.
Zespół badawczy z Chińskiej Akademii Nauk (CAS) i BGI Research odsłonił złożone mechanizmy, poprzez które immunoglobuliny wpływają na proces starzenia, co może zmienić nasze rozumienie starzenia się.
Badanie to, opublikowane w Komórka z 4 listopada nie tylko kreśli bardzo precyzyjną mapę starzenia się różnych narządów, ale także ujawnia miecz obosieczny, jakim są immunoglobuliny w starzeniu się ogólnoustrojowym.
Poszukiwanie biomarkerów ogólnoustrojowych i kluczowych czynników starzenia stanowi od dawna zagadkę w dziedzinie gerontologii. Wyniki tego badania, będącego wspólnym wysiłkiem zespołu Guanghui Liu z Instytutu Zoologii (IOZ) CAS, zespołu Ying Gu z BGI Research, zespołu Zhanga Weiqi z Pekińskiego Instytutu Genomiki CAS i zespołu Jing Qu również z IOZ, dostarczyły przekonujące odpowiedzi.
Skrupulatnie analizując miliony plamek przestrzennych w dziewięciu narządach samców myszy, zespół stworzył bardzo precyzyjne przestrzenne mapy transkryptomiczne. Mapy te wyszczególniły przestrzenne rozmieszczenie ponad 70 typów komórek, dając żywy obraz cech przestrzennych starzenia.
Geografia gerontologiczna i cechy starzenia
Krajobraz transkryptomiczny, nazwany Geografią Gerontologiczną (GG), ujawnia wspólne wątki zaburzeń strukturalnych tkanek i utraty tożsamości komórkowej jako oznaki starzenia.
„Taki krajobraz stanowi znaczący krok naprzód, ponieważ wskazuje epicentra starzenia się w wielu narządach i odkrywa, że akumulacja immunoglobulin jest kluczową cechą i czynnikiem starzenia się” – powiedział profesor LIU, jeden z autorów badania.
Korzystając z nowatorskiej metody analizy entropii struktury organizacyjnej (OSE), naukowcy odkryli, że zwiększone przestrzenne zaburzenia strukturalne i utrata tożsamości komórkowej to uniwersalne oznaki starzenia się organizmu, co sugeruje, że przestrzenne uszkodzenia strukturalne mogą być główną przyczyną pogorszenia funkcjonalności narządów podczas starzenia.
Zespół zidentyfikował także plamy wrażliwe na starzenie się (SSS), czyli obszary strukturalne w różnych tkankach, bardziej podatne na skutki starzenia. Odkryli, że obszary bliżej SSS wykazują wyższą entropię strukturalną tkanek i większą utratę tożsamości komórkowej, co wskazuje, że SSS może być jądrem starzenia się narządów.
Rola immunoglobulin w procesie starzenia
Warto zauważyć, że w narządach odpornościowych osocze Komórki odpowiedzialne za syntezę przeciwciał oraz komórki o określonej strukturze i funkcjach są głównymi składnikami mikrośrodowiska SSS. Poziomy ekspresji genów związanych z immunoglobulinami w tych komórkach wzrastają wokół SSS.
W badaniu odkryto ponadto, że immunoglobulina G (IgG) gromadzi się w wielu tkankach i narządach podczas starzenia się u ludzi i myszy, co sugeruje, że poziom IgG może służyć jako nowy biomarker starzenia. Co więcej, stwierdzono, że IgG bezpośrednio indukuje starzenie się makrofagów i mikrogleju u ludzi i myszy, uwalniając czynniki zapalne. Co ciekawe, wstrzyknięcie IgG młodym myszom wywołało starzenie się wielu tkanek i narządów, co pokazuje jego silne skutki starzenia.
W ramach obiecującego rozwoju zespół opracował strategię interwencyjną wykorzystującą oligonukleotydy antysensowne (ASO) w celu zmniejszenia zawartości IgG w tkankach myszy, opóźniając w ten sposób starzenie się wielu narządów.
Badanie to jest pierwszym, w którym zmapowano przestrzenny transkryptom starzenia się wszystkich narządów u ssaków, ujawniając zaburzenia strukturalne tkanek i utratę tożsamości komórkowej jako kluczowe cechy starzenia oraz precyzyjnie lokalizując główne obszary i cechy mikrośrodowiskowe wrażliwości na starzenie się.
Zaproponowany w badaniu fenotyp starzenia się związany z immunoglobulinami (IASP) poszerza granice nauki o starzeniu się i otwiera nowe możliwości opóźniania starzenia i zapobiegania powiązanym chorobom.
Odniesienie: „Przestrzenny krajobraz transkryptomiczny ujawnia starzenie się związane z immunoglobiną jako cechę charakterystyczną starzenia się” autorstwa Shuai Ma, Zhejun Ji, Bin Zhang, Lingling Geng, Yusheng Cai, Chao Nie, Jiaming Li, Yuesheng Zuo, Yuzhe Sun, Gang Xu, Beibei Liu , Jiaqi Ai, Feifei Liu, Liyun Zhao, Jiachen Zhang, Hui Zhang, Shuhui Sun, Haoyan Huang, Yiyuan Zhang, Yanxia Ye, Yanling Fan, Fangshuo Zheng, Jinghao Hu, Baohu Zhang, Jingyi Li, Xin Feng, Feng Zhang, Yuan Zhuang, Tianjie Li, Yang Yu, Zhaoshi Bao, Sipei Pan , Concepcion Rodriguez Esteban, Zhili Liu, Haohao Deng, Feng Wen, Moshi Song, Si Wang, Guodong Zhu, Jiayin Yang, Tao Jiang, Weihong Song, Juan Carlos Izpisua Belmonte, Jing Qu, Weiqi Zhang, Ying Gu i Guang-Hui Liu, 4 listopada 2024 r., Komórka.
DOI: 10.1016/j.cell.2024.10.019
