50歳から、一部の幹細胞は血液を制御し、多様性を失い、病気になる可能性が高くなります

老化に向けた長いキャリアでは、私たちの体のいくつかの幹細胞クローンが血液生成を制御し、他の幹細胞クローンが消滅するか、残留のままです。間の競争 幹細胞 私たちが年を変えるにつれて、 血液系 それは変化し、悪化し、多様性を失い、私たちは病気に対してより脆弱です。

雑誌「自然」に本日発行されたスペインのシールを用いた新しい研究、 生物医学研究所 （IRBバルセロナ）と ゲノム規制センター （CRG）、人間とマウスの両方で、年齢が血液系をモデル化している方法、このプロセスでいくつかの幹細胞が隣接を超え、血液産生の制御でどのように作られているかを説明します。

「年齢とともに発生する多様性の喪失は、ネガティブなものと相関しています」と研究者は説明します Lars Veltenこの研究から衝突したバルセロナのCRGのグループチーフ。著者によれば、「教科書を変更する」という調査の多大な貢献は、これらの血液の変化が50歳から検出可能であり、60歳から「普遍的」になることです。つまり、すべての人がそれらを経験します。

この発見は、症状が現れるずっと前に、早期のウイルスの老化兆候を検出するための新しい戦略の設計への扉を開き、老化や血液に関連する病気を提供するのに役立ちます 骨髄性白血病、心血管疾患、または免疫障害。また、動物モデルに伝統的に焦点を当ててきた地域である人間の老化を遅らせる可能性のある治療法の設計のために土地を舗装します。

«私たちの血球は生き残るために競争します。若者では、その競争はaを生成します 豊かで多様なエコシステム しかし、老年期には、一部は完全に消えます。いくつかの幹細胞が引き継ぎ、2回作業して補償します。これにより、多様性が低下し、血液系の回復力が弱まります。多様な幹細胞はさまざまな緊張に反応する可能性があるため、少数のクローンの優位性により、システム全体がより脆弱になります。システム内にどれほど多様性があるか、変化に対応する方が簡単です」とVelten氏は説明します。

DNAの「バーコード」を読んでください

若者には、間にあります 50,000および200,000の活性幹細胞 毎日1,000〜2,200億個の新しいセルを生産しています。調査の著者らによると、それぞれを元の幹細胞に追跡することは、これまでのところ、DNAを遺伝子組み換えしなければならない動物モデルでのみ可能です。

したがって、チームは頼りました エピンテーション：DNAに付着し、どの遺伝子が活性化または沈黙するかを細胞に示す化学マーク（メチル化）の変化。幹細胞が分割されると、これらのマークは娘細胞にコピーされ、研究者が読むことができる永続的な「バーコード」が残っています。 携帯電話ツリー。

«私たちの細胞は、私たちをまとめてユニークな個人にする遺伝的変化をもたらします。しかし、各個人内では、遺伝的およびエピジェネティックな変化のモザイクも携帯しています。これらの変化は、細胞の各ファミリー内で継承されており、さまざまな機能を実行することになりますが、それらを共通の先祖幹細胞にリンクするブランドを共有します。私たちはついに、各細胞のDNAに直接書かれた情報を読むエピジェネティックな家系図を構築することができました」と彼は言います アレホ・ロドリゲス・フラティエッリ、 IRBバルセロナIRBの研究者および研究の共著者。

「健康な年の人生は改善される可能性があります」

「この新しいツールにより、セルの姓、どのタイプのセルが拡大したか、何をしているのかを知ることができます」と研究者は言います。 «いくつかの細胞氏族が拡大し、他の氏族が平等な将来にできない理由を理解した場合 これらの拡張を避けてください または、いくつかのクローンの拡大がより均一であるため、健康的な生活の年を改善できるようにすることができます」とロドリゲス・フラチティックは言います。

この課題に対処するために、研究者は 「epi-clone」各セルでこれらのメチル化バーコードを読んでください。 「DNAメチル化はバイナリコードとして機能します：各ゲノム部位は、1または0のようにメチル化されているかどうかです」と彼は説明します マイケル・シェラー、 バイオインフォマティクスであり、ドイツがん研究センター（DKFZ）のグループリーダーであるCRGの研究の共同ファースト著者。 «この簡単な情報 イグニッションとオフ それは、それぞれの幹細胞がその子孫に伝わる自然なバーコードに変換することができます。 5年前、私はこれが数万個の細胞で、単細胞分解能で可能性があるとは信じていなかったでしょう。それはテクノロジーの大きな跳躍でした」と彼は付け加えます。

若い血液では、何千もの異なる幹細胞が赤血球、白血球、血小板の豊富で多様なセットに寄与します。しかし、「epi-clone」は、高齢マウスでは、血液細胞の最大70％がに属していることを明らかにしました。 わずか数ダースの大きなクローン。状況は人間で似ています。この研究では、50歳から多くの血液細胞が消滅し始め、最大のクローンが制御を取り始めることが明らかになりました。 60歳から、変化はさらに顕著になります。

「少数の優位性への多様性の通過はランダムではありませんが、時計としてのリズムに従います」と医師は言います インドラニル・シンIRBバルセロナの共同ファースト著者および研究者、現在はハーバード大学とMITのブロード研究所にいます。 「50歳では、それが始まることがわかり、60歳以降はほとんど避けられないようです。」

この研究はまた、いくつかの大きなクローンがに関連する変異を収容していることを発見しました hematopoyesis clonal一部の血液幹細胞が、他の血液細胞よりも速く成長して増殖できるようにする突然変異を獲得するプロセス。この現象は年齢とともにより一般的になり、のリスクを高めることが示されています 心臓病、脳卒中、白血病。しかし、EPIクローンによって特定された支配的なクローンの多くには、既知の突然変異はなく、クローンの拡大は、癌のリスクの兆候ではなく、血液老化の一般的な特徴であることを示唆しています。 «これまでに実施されてきた調査は、「プレキャンサー」として知られている癌遺伝子にある突然変異に基づいていました。代わりに、私たちの仕事は、このプロセスは少なくとも血液中は普遍的であると指摘しています」と作業の著者は強調しています。

多様性が少なく、リスクが高くなります

«これは、将来、医師がいつかクローン行動を早期発見のために評価することができることを意味します。多様性の速度が速いまたはa 迅速なクローン拡張 リスクの予防的な注意を払うことが示される可能性があります»。

この研究はまた、人間と高齢マウスの両方で、支配的なクローンの多くが生産の好みを示していることを明らかにしました。 骨髄細胞。これらは慢性炎症に関連する免疫細胞です。マウスでの以前の研究では、骨髄性バイアスを伴う幹細胞の選択的除去により、感染症と戦い、免疫応答を改善するリンパ球の産生が増加する可能性があることが示されています。

どのクローンが問題になっているかを特定します

しかし、人間のアンチエイジング療法を研究するためには、研究者はまずどのクローンが問題になっているかを特定する必要があります。

「私たちは何が可能かを実証しただけだ」と彼は結論付けた ロドリゲス・フリケリ。 「今、目的は、EPIクローンを改善して、臨床研究の努力を促進できるようにすることです。」この意味で、現在の課題の1つは、技術のコストを削減して、集団のスクリーニングに使用し、老化に関連する病気から人口を保護できるようにすることです。 「今、コストは患者あたり約5,000ユーロです」と研究者は指摘します。 10年以内 彼らが発見したものはすべて診療所に来ます。

この研究は、から資金を受けています がんに対するスペインの協会、 クリス 癌に対して、 欧州研究評議会 （ERC）、 欧州血液学協会 La Caixa Foundation彼 スペイン科学技術省そして カタロニアのgeneralitat。