Може потенційно допомогти людям похилого віку, що одужують від кишкових інфекцій, або хворим на рак, які проходять хіміотерапію
У міру старіння кишкові стовбурові клітини починають втрачати здатність до регенерації. Ці стовбурові клітини є джерелом усіх нових кишкових клітин, тому це зменшення може ускладнити одужання від шлунково-кишкових інфекцій або інших станів, що впливають на кишечник; Але цю вікову втрату функції стовбурових клітин можна повернути нанівець за допомогою цілодобового голодування, згідно з новим дослідженням біологів з Массачусетського технологічного інституту (MIT) у США.
Дослідники виявили, що голодування різко покращує здатність стовбурових клітин до регенерації як у молодих, так і у дорослих мишей. У голодних мишей клітини починають розщеплювати жирні кислоти замість глюкози - зміна, яка стимулює стовбурові клітини ставати більш регенеративними. За словами авторів цієї роботи, регенерація також може бути посилена молекулою, яка активує ті самі метаболічні зміни. Таке втручання потенційно може допомогти людям похилого віку, що одужують від кишкових інфекцій, або хворим на рак, які проходять хіміотерапію.
"Голодування має багато наслідків для кишечника, включаючи посилення регенерації та можливе використання при будь-якому типі недуги, що вражає кишечник, наприклад, при інфекціях або раку", - говорить один з провідних авторів дослідження Омер Йільмаз, доцент кафедри біології Массачусетського технологічного інституту та член Інституту комплексних досліджень раку Коха. "Розуміння того, як голодування покращує загальний стан здоров'я, включаючи роль дорослих стовбурових клітин у регенерації, відновленні та старінні кишечника, є ключовим питанням моєї лабораторії", - додає він.
"Це дослідження забезпечило докази того, що голодування викликає метаболічні зрушення в стовбурових клітинах кишечника, від використання вуглеводів до спалювання жиру", - говорить інший провідний автор статті Девід Сабатіні, професор біології в Массачусетському технологічному інституті і член Інституту. Біомедичні дослідження. 'Цікаво, що перехід цих клітин на окислення жирних кислот значно покращив їх функцію. Фармакологічна спрямованість цього шляху може надати терапевтичну можливість для поліпшення гомеостазу тканин при вікових патологіях ", - додає цей експерт, робота якого опублікована цього четверга в" Клітинні стовбурові клітини ".
Протягом багатьох десятиліть вчені знають, що низьке споживання калорій пов’язане із збільшенням тривалості життя людей та інших організмів. Йільмаз та його колеги, також дослідники докторантури з Інституту Марії Михайлової Уайтхеда та Інституту Коха Чіа-Вей Ченга, були зацікавлені в дослідженні того, як голодування впливає на молекулярному рівні, зокрема в кишечнику.
Кишкові стовбурові клітини відповідають за підтримання слизової оболонки кишечника, яке, як правило, оновлюється кожні п’ять днів. Коли відбувається травма або інфекція, стовбурові клітини є ключовими для усунення будь-яких пошкоджень. З віком люди відновлювальні можливості цих кишкових стовбурових клітин знижуються, тому для відновлення кишечника потрібно більше часу.
`` Стовбурові клітини кишечника - це робочі коні кишечника, які дають початок більшій кількості стовбурових клітин і всіх диференційованих типів клітин у кишечнику. Примітно, що під час старіння функція стовбурових клітин кишечника знижується, погіршуючи його здатність відновлюватись після пошкодження », - говорить Йільмаз. "У цьому напрямі досліджень ми зосереджені на розумінні того, як цілодобовий піст покращує функцію стовбурових клітин молодого та старого кишечника", - говорить він.
Вони подвоюють свою регенеративну здатність
Після того, як миші голодували протягом доби, дослідники видалили кишкові стовбурові клітини та культивували їх у посуді для культивування, дозволяючи їм визначити, чи можуть клітини породити "міні-кишечник", відомий як органоїди. Дослідники виявили, що стовбурові клітини гризунів натще подвоїли свою регенеративну здатність.
"Було дуже очевидно, що голодування справді надзвичайно вплинуло на здатність кишкових склепів утворювати більше органоїдів, що рухається стовбуровими клітинами", - говорить Михайлова. "Це було те, що ми бачили як у молодих, так і у старих мишей, і ми справді хотіли зрозуміти молекулярні механізми, які рухають це", - додає він.
Інші дослідження, включаючи послідовність передачі РНК стовбурових клітин мишей, що голодували, показали, що голодування спонукає клітини змінювати свій нормальний метаболізм, який спалює вуглеводи, такі як цукри, для метаболізму жирних кислот. Ця зміна відбувається завдяки активації факторів транскрипції, званих PPAR, які активують багато генів, що беруть участь у метаболізмі жирних кислот.
Дослідники виявили, що якщо вони вимкнуть цей шлях, голодування більше не може сприяти регенерації. Зараз ці вчені планують вивчити, як ця метаболічна зміна змушує стовбурові клітини покращувати свої регенеративні здібності.
Вони також виявили, що вони можуть відтворити корисні ефекти голодування, обробляючи мишей молекулою, яка імітує дію PPAR. "Це також було дуже дивно", - говорить Ченг. Активації метаболічного шляху достатньо, щоб змінити певні вікові фенотипи '. Отримані дані свідчать про те, що медикаментозне лікування може стимулювати регенерацію, не вимагаючи від пацієнтів швидкого голодування, що важко для більшості людей.
Насолоджуйтесь необмеженим доступом та ексклюзивними перевагами