Старение стволовых клеток связано с накоплением мутаций
По мере старения стволовых клеток крови они накапливают генетические мутации, которые могут быть причиной болезней пожилого возраста. Это явление исследовалось в выполненной на мышах работе ученых из Stanford University School of Medicine.
Целью этих исследований было выяснить, почему с возрастом растет вероятность
гематологических заболеваний, например, лейкемии и анемии, и вырабатывается
меньше новых антител, защищающих от различных инфекций. В предыдущих работах эта
группа ученых установила, что с возрастом уменьшается способность кроветворных
стволовых клеток костного мозга делиться и восполнять запасы клеток крови.
Оставался вопрос, почему это происходит.
Ученые выдвигали много теорий старения стволовых клеток; одна из них
предполагает, что причиной старения является накопление мутаций, в результате
чего прогрессивно снижается возможность выполнения клетками их нормальных
функций. ом растет вероятность гематологических заболеванийЮ например, лейкемии
и
Ученые провели две серии экспериментов. В одной в кроветворные стволовые клетки
была внесена мутация, делающая их склонными к накоплению дополнительных
генетических ошибок. В каждой из трех линий мутантных мышей, которые они
изучали, стволовые клетки казались нормальными и продуцировали новые клетки
крови.
Но когда они взяли эти стволовые клетки от мутантных мышей и использовали их для
заселения костного мозга летально облученных мышей (так при помощи пересадки
стволовых клеток костного мозга восстанавливается кроветворение, например, у
онкологических больных после химиотерапии), обнаружились отличия этих клеток от
нормальных. Обычно достаточно небольшого количества стволовых клеток, чтобы
полностью восстановить костный мозг и нормальное кроветворение. Но эффективность
несущих мутацию стволовых клеток оказалась значительно ниже; и если их брали у
старых мутантных мышей, их способность заселить костный мозг была снижена еще
сильнее.
Полученные результаты говорят о том, что накопление в стволовых клетках мутаций
по мере их старения приводит к нарушению их нормальной работы и снижению
количества продуцируемых ими клеток крови. Однако эти результаты были получены
на мышах с искусственно привнесенной в стволовые клетки склонностью к накоплению
мутаций. Теперь надо было выяснить, происходит ли то же самое при нормальном
старении.
Для этого была проведена вторая серия экспериментов. Ученые выделили стволовые
клетки из костного мозга нормальных молодых и старых мышей и окрасили их
специальным красителем, который присоединяется к белку, связанному с нарушениями
в ДНК. Было обнаружено, что стволовые клетки молодых мышей не окрашиваются этим
красителем, что говорит об отсутствии повреждений ДНК. В то же время стволовые
клетки старых мышей были окрашены. Это означало, что, несмотря на редкие
деления, кроветворные стволовые клетки с возрастом все же накапливают мутации,
что приводит к нарушению их способности воспроизводить клетки крови и иммунной
системы. Таким образом, лейкемию можно рассматривать как возрастное нарушение
функций иммунной системы.
Следующим шагом в этой работе будет показать, что полученные на мышах результаты
приложимы и к людям. В этом случае будет доказано, что кроветворные стволовые
клетки являются почвой для прелейкемических мутаций.
Материалы исследования опубликованы в июньском выпуске Nature.
По материалам Science Daily
Источник: www.cmbt.su