Дослідники центру RIKEN виявили ключові вікові зміни в метаболізмі ліпідів у мишей, що потенційно покращує лікування вікових захворювань. Дослідники з RIKEN Center for Integrative Medical Sciences (IMS) виявили численні вікові зміни ліпідного обміну у мишей, що впливають на різні органи та відрізняються за статтю. Примітно, що вони спостерігали системне накопичення специфічних ліпідів, що походять від кишкових бактерій у міру старіння мишей. Крім того, дослідження виявило різницю в нирках, пов’язану зі статтю, і ідентифікувало ген, пов’язаний із цією варіацією. Ці висновки, опубліковані в Nature Aging, можуть покращити наше розуміння хронічних захворювань, пов’язаних із віком, таких як хвороба Альцгеймера, атеросклероз, захворювання нирок і рак.
Ліпіди, часто у формі жирів або масел, є важливими молекулами для зберігання енергії в нашому тілі, серед іншого. Крім того, ліпіди діють як сигнальні молекули та як компоненти клітинних мембран. Метаболізм — розщеплення біомолекул, таких як ліпіди та цукри, на складові частини — сповільнюється з віком, що допомагає пояснити, чому з віком легше набирати вагу, а важче її втрачати. Хоча це було відомо вже більше ніж 50 років, залишається незрозумілим, як саме зміни ліпідного обміну впливають на тривалість життя та здоров’я. У своєму недавньому дослідженні Хіроші Цугава та його команда з RIKEN IMS стверджували, що перш ніж отримати повну відповідь на це запитання, нам потрібно знати, якими є фактичні зміни, дуже детально. Лише тоді вчені зможуть почати шукати зв’язок між ліпідним обміном старіння та здоров’ям людини. З цією метою вони використовували мишей для розробки атласу вікових змін ліпідних метаболітів.
Використовуючи передову техніку для створення кількох знімків ліпідома миші — усіх ліпідних метаболітів, присутніх у біологічному зразку — дослідники виявили, що ліпіди типу BMP з віком збільшуються в нирках, печінці, легенях, м’язах, селезінці та малому кишківнику мишей. Ці ліпіди відіграють ключову роль у транспортуванні холестерину та розпаді біомолекул у клітинних центрах переробки, які називаються лізосомами. Пов’язане з віком пошкодження лізосом може призвести до того, що клітини вироблятимуть більше BMP, що може призвести до подальших метаболічних змін, таких як збільшення похідних холестерину в нирках.
Кишкові бактерії та зміни ліпідів
Дослідники також досліджували вплив кишкових бактерій на ліпідом, виявивши, що хоча кишкові бактерії виробляють багато структурно унікальних ліпідів, лише сульфоноліпіди з віком збільшуються в печінці, нирках і селезінці. Насправді жодна інша група ліпідних метаболітів кишкових бактерій навіть не була виявлена в цих периферичних тканинах. «Оскільки відомо, що цей вид ліпідів бере участь у регулюванні імунних реакцій, наступний етап нашого дослідження включатиме тестування сульфоноліпідів, отриманих із кишкових бактерій, для визначення їх структури та фізіологічних функцій», — говорить Цугава.
Дослідники також виявили вікові статеві відмінності в ліпідомах мишей, особливо в нирках, при цьому рівні ліпідного метаболіту галактозилцераміду були вищими у літніх самців мишей, ніж у старших самок. Ця розбіжність пояснюється підвищеною експресією гена UGT8 у самців мишей. Подібне розуміння статевих метаболічних відмінностей може пролити світло на сприйнятливість людей до вікових захворювань.
«Наше дослідження всебічно охарактеризувало зміни в ліпідомах, які відбуваються у миші зі старінням. Таким чином ми створили атлас, який стане важливим глобальним ресурсом», — каже Цугава. «Далі ми повинні поширити цей тип дослідження на ліпідом і мікробіом людини». Отримані результати підкреслюють важливість розуміння того, як метаболізм ліпідів змінюється з віком, і потенціал націлювання на ліпідом при розробці лікування вікових захворювань.