Голодування протягом 24 годин сприяє регенерації стовбурових клітин, результати дослідження

Пітер Докрілл

7 травня 2018 р

Протягом десятиліть численні дослідження показували, що суворі дієти з низьким вмістом калорій можуть бути запорукою більш тривалого та здорового життя.

Але чому це взагалі так? Нове дослідження, яке вивчає наслідки голодування на мишах, мабуть, має одну відповідь: знаходження лише 24 годин обмеження калорій викликає метаболічний перемикач, який може посилити регенерацію стовбурових клітин у кишечнику.

Ці кишкові стовбурові клітини не можуть відновитись настільки ефективно, коли ми старіємо, і оскільки вони важливі для того, щоб допомогти нам підтримувати здорову тканину та боротися з хворобами, цей клітинний кікстартер є досить цінною річчю, про яку слід знати.

"Голодування має багато наслідків для кишечника, що включає активізацію регенерації, а також потенційне використання будь-яких захворювань, що впливають на кишечник, таких як інфекції або рак", - каже біолог MIT Омер Йільмаз.

"Це дослідження забезпечило докази того, що голодування викликає метаболічний перехід у стовбурових клітинах кишечника, від використання вуглеводів до спалювання жиру".

У дослідженні це перетворення означало не лише використання клітинами жиру як джерела енергії замість вуглеводів. Перемикання також покращило їх функціонування.

Кишкові стовбурові клітини, які дослідники описують як "робочі коні кишечника", як правило, оновлюють слизову оболонку кишечника приблизно через п’ять днів, але при активованому метаболічному перемикачі цілком можливо, що це оновлення можна швидко відстежити.

У лабораторії команда Йілмаза взяла кишкові стовбурові клітини у мишей, які голодували протягом 24 годин, і вирощувала їх у культурі, щоб вирощувати маси клітин, які називаються органоїдами, своєрідним органоподібним `` міні-кишечником ''.

Коли вони зробили це, вони побачили, що відновлювальна здатність стовбурових клітин у голодуючих мишей була вдвічі більша, ніж у звичайних мишей, які не постили.

"Було дуже очевидно, що піст мав справді величезний вплив на здатність кишкових крипт [залоз] утворювати більше органоїдів, що зумовлено стовбуровими клітинами", - каже одна з команди, біомедичний дослідник Марія Михайлова.

"Це було те, що ми бачили як у молодих мишей, так і у вікових мишей, і ми дуже хотіли зрозуміти молекулярні механізми, що рухають це".

Щоб з’ясувати це, команди послідовно розподілили РНК стовбурових клітин від мишей, що голодували, і виявили, що натощак активували фактори транскрипції, звані активованим проліфератором пероксисомою рецептором, або PPAR, які включають гени, що беруть участь в метаболізмі жирних кислот.

У цьому випадку ця активація спонукала клітини розщеплювати жирні кислоти замість глюкози, одночасно підвищуючи здатність клітин до регенерації.

Коли вони заблокували активацію PPAR, прискорення регенерації закінчилося, але це ще не все, що виявила команда.

Обробляючи мишей молекулою GW501516, яка активує дію PPAR, він відтворював деякі корисні ефекти голодування на мишах.

"Це також було дуже дивно", - говорить одна з дослідниць Чіа-Вей Ченг. "Просто активації одного метаболічного шляху достатньо, щоб змінити певні вікові фенотипи".

Існує ще багато чого для дослідників, щоб дослідити, перш ніж ми повністю зрозуміємо ступінь цього метаболічного перемикача та його функціонування - не кажучи вже про те, як ним легко управляти як у людей, так і у мишей.

Але це, безсумнівно, наближає нас до потенційної перспективи активізувати цей метаболічний перемикач як-небудь в таблетках або іншому медикаментозному лікуванні, зміцнюючи здоров’я кишечника у пацієнтів, не вимагаючи від них швидкого - і, можливо, просто, можливо, допомагаючи нам жити довше.

Можливо, ці результати ще не зафіксовані, але вони починають виглядати більш життєздатними, ніж будь-коли.

"У чудовому наборі експериментів автори підривають систему, викликаючи ці метаболічні зміни без голодування і бачать подібні ефекти", - говорить біохімік Джаред Руттер з Університету штату Юта, який не брав участі у дослідженні.

"Ця робота вписується у сферу, що швидко зростає, яка демонструє, що харчування та обмін речовин [мають] глибокий вплив на поведінку клітин, і це може призвести до захворювань людини".

Отримані дані повідомляються у клітинних стовбурових клітинах.