장기는 몇 살입니까? 놀랍게도 과학자들에게는 장기가 젊은 세포와 오래된 세포를 혼합 한 것입니다

장기는 몇 살입니까? 놀랍게도 과학자들에게는 장기가 젊은 세포와 오래된 세포를 혼합 한 것입니다

과학자들은 한 번 뉴런, 또는 심장 세포가 체내에서 가장 오래된 세포라고 생각했습니다. 이제 Salk Institute의 연구자들은 마우스 뇌, 간 및 췌장에는 매우 긴 수명을 가진 세포와 단백질이 포함되어 있다는 것을 발견했습니다. 일부는 뉴런처럼 오래되었습니다. "나이 모자이크주의"를 보여주는 연구 결과는 2019 년 6 월 6 일 Cell Metabolism 에 발표되었습니다 . 팀의 방법은 비분 할 세포의 평생 기능과 세포가 어떻게 통제력을 상실하는지에 대한 유용한 정보를 제공하기 위해 신체의 거의 모든 조직에 적용될 수 있습니다 단백질의 품질과 무결성 및 노화 동안 중요한 세포 구조에 대해

"우리는 그들이 살고있는 생물체만큼 오래된 세포 구조를 발견하는 데 상당히 놀랐다."라고 선임 연구원이자 Salk의 부회장 겸 CTO 인 Martin Hetzer 교수는 말한다. "이것은 우리가 이전에 상상했던 것보다 더 큰 세포의 복잡성을 암시하며, 뇌, 심장 및 췌장과 같은 기관의 노화에 대해 어떻게 생각하는지에 흥미로운 영향을 미친다"고 말했다.

뇌의 대부분의 뉴런은 성인기에 분열하지 않으므로 수명이 길어지고 연령이 감소 합니다. 그러나 기술적 인 한계로 인하여 뇌 외부의 세포 수명은 결정하기가 어려웠습니다.

"생물 학자들은 생물체의 세포가 얼마나 오래 되었는가를 묻습니다. 신경 세포는 오래되었고 신체의 다른 세포는 상대적으로 젊고 생체 내에서 재생산된다는 일반적인 생각이 있습니다."라고 라파엘 아로 호 e 드리고 (Rafael Arrojo e Drigo) 직원 과학자. "우리는 특정 기관에 뇌 세포의 뉴런과 같은 세포가 존재할 가능성이 있는지 알아보기 시작했습니다."

연구자들은 대부분의 뉴런이 수명 동안 대체되지 않는다는 것을 알고 있었기 때문에 다른 비분 할 세포를 비교하기위한 "연령 기준선"으로 사용했습니다. 연구진은 전자 동위 원소 표지와 하이브리드 이미징 방법 (MIMS-EM)을 결합하여 젊고 오래된 설치류 모델에서 뇌, 췌장 및 간에서 세포와 단백질의 나이와 회전율을 시각화하고 정량화했다.

그들의 방법을 검증하기 위해, 과학자들은 처음에 뉴런의 나이를 결정했고, 의심되는 것으로 그들은 유기체만큼 오래되었다는 것을 발견했다. 그러나 놀랍게도, 내피 세포라고 불리는 혈관을 둘러싸고있는 세포는 뉴런만큼 오래되었다. 이것은 일부 비 신경 세포가 수명 내내 스스로를 복제하거나 대체하지 않는다는 것을 의미합니다.

혈당 수준을 유지하고 소화 효소를 분비하는 기관인 췌장도 다양한 연령대의 세포를 보였다. Langerhans의 섬으로 알려진 췌장의 작은 부분은 연구자들에게 상호 연결된 젊고 오래된 세포의 퍼즐로 보였다. 인슐린을 방출하는 일부 베타 세포는 평생 동안 복제되었고 상대적으로 젊었습니다. 일부 베타 세포는 뉴런과 마찬가지로 분열하지 않고 수명이 길었습니다. 델타 세포라고 불리는 또 다른 유형의 세포는 전혀 분열하지 않았다. 췌장은 나이 모자이크주의의 현저한 예였습니다. 즉, 수명이 다른 동일한 세포 집단입니다.

이전의 연구에 따르면 간은 성인기에 재생성 할 수있는 능력을 가지고 있으므로 연구자들은 상대적으로 젊은 간세포를 관찰 할 것으로 예상되는이 장기를 선택했습니다. 그들의 놀랍게도, 건강한 성인 생쥐의 간 세포의 대부분은 동물만큼 오래되는 것으로 밝혀졌지만, 혈관을 따라 다니는 세포와 다른 간세포 인 별 모양의 세포는 훨씬 짧았습니다. 따라서 예기치 않게 간은 또한이 장기에 대한 재생 연구의 잠재적 인 새로운 경로를 지적하는 나이 모자이크를 입증했다.

분자 규모에서, 관찰 된 수명이 긴 세포의 선택은 나이 모자이크를 나타내는 단백질 복합체를 함유하고있다. 예를 들어, 췌장과 뉴런 에있는 베타 세포 의 일차 섬모 (세포 외부의 털 같은 부속물) 는 매우 다른 수명의 단백질 영역을 포함 하고 있었습니다. 대조적으로 간에서의 세포는 수명이 긴 단백질을 전혀 함유하지 않았다.

"새로운 시각화 기술 덕분에 우리는 이전보다 더 정확하게 세포와 그들의 초분자 복합체의 나이를 정확하게 알 수 있으며 정상 및 질병 상태의 모든 세포, 조직 및 기관을 연구 할 수있는 새로운 문을 열었습니다."라고 Distinguished Mark Ellisman UC San Diego 의과 대학 신경 과학 교수이자 Hetzer와의 공동 연구의 리더입니다. 그의 실험실 인 현미경 및 영상 연구 센터는 상호 연관된 다중 스케일 및 다중 모달 현미경을위한 새로운 조직 이미징 방법을 개발 및 제공했습니다. 이 방법은이 연구가 수행 될 수있게 해주는 핵심적이고 새로운 기술을 제공했습니다.

Hetzer는 "성인 생물에서 세포와 세포 구조의 나이를 결정하는 것은 세포 유지와 복구 메커니즘에 대한 새로운 통찰력과 성인의 건강과 질병 개발에 대한 누적 변화의 영향을 제공 할 것이다. 뇌, 췌장 및 심장과 같은 세포 재생이 제한적인 기관의 노화 관련 감소를 지연시킬 수 있습니다. "

다음으로 저자들은 핵산과 지질에 대한 수명의 차이를 해독 할 계획이다. 또한 나이 모자이크가 건강과 2 형 당뇨병과 같은 질병과 관련이 있는지 이해하고자합니다.