«Все чаще исследователи спрашивают, существует ли возрастное снижение аутофагии и связано ли это с заболеваниями, которые чаще встречаются у пожилых людей», — говорит Мален Хансен, доктор философии, профессор Программы развития, старения и регенерации в SBP. «Выявление того, как аутофагия становится ошибочной с возрастом, может открыть для нас возможности терапевтического вмешательства и корректировки процесса, чтобы способствовать здоровому старению».Аутофагия — это динамичный, многоступенчатый процесс, который начинается с образования двойного мембранного мешка в цитоплазме клетки, называемого изоляционной мембраной (IM). Эти структуры поглощают клеточный материал и мусор, увеличиваясь в размерах с образованием пузырьков, называемых аутофагосомами (AP).
Наконец, AP сливаются с лизосомами, образуя автолизосомы (AL), которые переваривают и высвобождают продукты распада для повторного использования, подобно тому, как завод по переработке перерабатывает поступающий мусор.«Основная проблема в понимании того, как старение влияет на аутофагию, заключается в том, что исследователи фиксируют динамический процесс с помощью статических измерений», — объясняет Джессика Чанг, доктор философии, бывший постдок лаборатории Хансена и первый автор исследования. «Аутофагия чаще всего отслеживается путем подсчета количества точек доступа, который на самом деле дает только моментальный снимок процесса — аналогично тому, как подсчет количества мусоровозов на улице не говорит вам, сколько мусора фактически перерабатывается на растение. И обычно у более старых организмов повышенное количество AP, но мы точно не знаем почему ».«Мы хотели спросить, как возраст влияет на аутофагию — происходит ли это в начале процесса за счет увеличения скорости формирования точек доступа, или, по аналогии, сколько мусоровозов выкатывается на улицу — или это происходит в завершение процесса путем блокирования преобразования AP в AL, то есть того, сколько рециркуляции происходит на заводе по переработке. Любой из этих сценариев приведет к увеличению количества AP, но зная, какой из них поможет точно определить, где вмешательство может быть полезным », — добавляет Чанг.
«Как и многие лаборатории, мы используем C. elegans — крошечного круглого червя — в качестве модельного организма, чтобы извлечь важные уроки о старении и аутофагии», — объясняет Хансен. "C. elegans — мощный инструмент для биологических исследований, поскольку он обладает многими из тех же анатомических и клеточных функций, что и люди, а их короткая продолжительность жизни (в среднем 17 дней) позволяет нам изучать гены и измерять характеристики клеток всего за две-три недели. "Предыдущие исследования в лаборатории Хансена и других предполагали увеличение числа AP с возрастом, но, поскольку измерения проводились в стационарных условиях, неясно, какой шаг (шаги) в процессе привел к увеличению уровней.В своем новом исследовании, опубликованном вчера в eLife, команда Хансена вышла за рамки стандартного подхода к подсчету точек доступа в стационарных условиях. Они подсчитали количество AP и AL в различных тканях организма — кишечнике, мышцах, глотке (то есть в передней кишке животного) и нейронах — в разные моменты времени в течение взрослой жизни C. elegans и использовали химические блокаторы для обучения. подробнее о динамике процесса.«Мы обнаружили, что действительно существует возрастное снижение аутофагии с течением времени во всех исследованных тканях.
Мы также предоставляем доказательства того, что увеличение AP является результатом нарушения на этапе после того, как AP были сделаны». — говорит Хансен. "Таким образом, в основном процесс рециклинга аутофагии становится незавершенным с возрастом, останавливаясь где-то после образования AP.«Это исследование важно, потому что оно помогает предоставить информацию о времени и месте действия для потенциальных будущих вмешательств, направленных на поддержание аутофагии с целью продления жизни.
Нашим следующим шагом будет проведение биохимических исследований, чтобы точно определить, как аутофагия не может завершить свой цикл. , возможно, с указанием целей для разработки конкретных вмешательств.«Наша цель — найти связь между аутофагией и возрастными заболеваниями.
Выявив отдельные точки в процессе, которые терпят неудачу, мы надеемся найти способы исправить дефекты и найти способы помочь людям жить более долгой и здоровой жизнью», — добавляет Хансен.