Скільки років вашим органам?

Вчені з’ясували*, що деякі органи людини містять клітини різного віку – як клітини-однолітки хазяїна, так і молоденькі, які постійно оновлюються. Такий «віковий мозаїцизм» може пояснити виникнення деяких хвороб

Колись вважалося, що нейрони або, можливо, клітини серцевого м’язу – найстаріші в організмі ссавців, а інші клітини, хоч і з різною частотою, але регулярно оновлюються. Але нещодавно було з’ясовано, що клітини такого самого віку, як їх хазяїн, також є в печінці та підшлунковій залозі. Група вчених з Інституту біологічних досліджень Салка та кількох американських університетів розробила методику, яка дозволяє в будь-якій тканині організму відслідковувати функції клітин, що не діляться, зокрема те, як вони поступово втрачають контроль над якістю та цілісністю клітинних структур під час старіння.

Більшість нейронів головного мозку в дорослому віці вже не діляться, отже вони живуть довго та протягом життя зазнають усіляких пошкоджень. Через технічні обмеження визначити вік клітин за межами головного мозку було важко. Автори дослідження використали нейрони мозку як певний еталон, з яким порівнювали інші клітини, що не мають здатності ділитися. Вони застосували спеціальні ізотопні мітки та метод електронної мікроскопії MIMS-EM, які дозволили їм визначити вік клітин та їх здатність оновлюватися у різних тканинах. Експерименти проводили на мишах, батьків яких годували кормом, збагаченим стабільним ізотопом азоту N15. Після народження тварин годували кормом, що містив ізотоп азоту N14. Через 6, 18 або 26 місяців мишей усипляли та готували з їх тканин препарати для електронної мікроскопії. По розподіленню в тканинах ізотопів азоту N14 та N15, автори могли робити висновки, які клітини утворилися під час ембріогенезі, я які вже протягом життя тварини.

Читайте також: У человека нашли новый орган

Автори роботи знайшли несподівані речі. Виявилося, що однолітками хазяїв та нейронів є, наприклад, деякі фібробласти, відомі своїм проліферативним потенціалом, а також клітини ендотелію, що вистилають кровоносні судини. Дивною сумішшю нових та старих клітин виявилася підшлункова залоза, зокрема острівці Лангерганса, що виробляють інсулін. Більше того, автори знайшли, що всередині нейронів та бета-клітин підшлункової залози є білкові структури різного віку.

Про печінку відомо, що вона має здатність регенерувати, тобто відновлюватися. Отже коли вчені вирішили дізнатися вік печінкових клітин, вони були впевнені, що ті будуть відносно молодими. На їх подив, виявилося, що переважна більшість клітин печінки дорослої миші такого ж віку, як і сама миша, тоді як клітини Купфера та клітини, що вистилають кровоносні судини печінки, значно молодші. Отже для печінки також характерний «віковий мозаїцизм», що відкриває нові горизонти для дослідження регенеративних процесів у цьому органі.

Автори зазначають, що визначення віку різних популяцій клітин та клітинних структур дорослого організму дозволяє по-новому поглянути на те, як функціонує клітина, як підтримує своє існування, виправляє помилки, долає наслідки стресу, та зрозуміти як зміни, що накопичуються в клітині протягом життя, впливають на здоров’я. Розкриття цих механізмів може допомогти попередити або уповільнити пов’язані з віком пошкодження в органах з обмеженим відновленням клітин.

Автори планують найближчим часом дослідити різницю в тривалості життя нуклеїнових кислот та ліпідів. Крім того, вони прагнуть розібратися, як віковий мозаїцизм пов’язаний з розвитком таких хвороб цукровий діабет 2 типу.

Читайте також: Почему у человека есть парные и непарные органы?

* Arrojo e Drigo R, Lev-Ram V, Tyagi S et al. Age Mosaicism across Multiple Scales in Adult Tissues // Cell Metabolism, 2019; DOI: 10.1016/j.cmet.2019.05.010