雑誌に掲載された最近の研究 自然の老化 は、若いマウスの血漿中の小さな細胞外小胞（sEV）が既存の老化を妨げることを報告しています。
勉強： 若い血漿からの小さな細胞外小胞は、ミトコンドリアのエネルギー代謝を改善することにより、加齢に伴う機能低下を逆転させます。 画像クレジット: Ground Picture / Shutterstock.com
老化は逆転できるのか？
最近の研究では、若いマウスの血液が、異時性パラバイオシスを通じて循環系を接続し、高齢マウスの脳、肝臓、骨、骨格筋、膵臓、心臓を若返らせることができることが実証されました。 同様に、血漿注入は、異時性パラバイオシスにおける血液交換によって与えられる表現型を再現することができます。
加齢に伴う機能障害の逆転に関与する血漿因子を特定する集中的な取り組みにより、若返り、若返り、または老化防止因子の発見につながりました。 しかし、それらの作用機序は依然として不明です。
研究について
EVはナノサイズの膜小胞であり、血流中を循環し、細胞間で荷物を交換することによって細胞間メッセンジャーとして機能します。 現在の研究では、研究者らはsEVの若返り効果を調査した。
研究者らはまず、それぞれ生後2か月と20か月の若い雄マウスと高齢の雄マウスからsEVを精製した。 次に、若い血漿 sEV が老齢マウスの寿命を延ばす可能性があるかどうか評価されました。 高齢マウスには、死亡するまで週に1回、等量の若い血漿sEVまたはリン酸緩衝生理食塩水（PBS）を静脈内投与された。
研究結果
若齢マウスのsEV投与は、高齢マウスの虚弱指数スコアと寿命中央値を12.4%有意に延長させた。 さらに、sEV 治療マウスの推定生物学的年齢は 24 か月であるのに対し、実年齢は 15.1 か月でした。
若いsEVによる治療は、テストステロンレベル、精子数、運動性、精子クロマチンの完全性を改善し、精子のDNA断片化を減少させました。 繁殖力のある雌マウスを若いマウスまたは高齢のマウスと交配させ、4.5日後に胚の着床を目視検査した。
若いオスと交配すると、妊娠したメスあたり 7.7 個の着床部位が得られましたが、高齢のマウスでは着床部位を確立できませんでした。 それにもかかわらず、若いsEVによる高齢マウスの治療は、妊娠雌あたり3.4部位で生殖能力異常を有意に改善した。
高齢の雄マウス（生後20か月）に週に1回、200μlのPBSまたは若いsEV（生後2か月）を静脈内注射し、生存期間または全身の生理機能を測定するためにモニタリングした。 対照群として、若い雄マウス（生後２ヶ月）にＰＢＳを同時に注射した。 a、各グループのカプラン・マイヤー生存曲線（n = 8〜9）。 b、7ヶ月の治療後の各グループのマウスの代表的な画像。 c、4ヶ月の治療後の各グループの平均虚弱指数スコア（n = 10）。 d、e、各グループの精子数と運動性（n = 5）。 f、g、各グループの雄マウスと交配した雌マウスの子宮内の青いバンドとして見える着床部位の数。 代表的な画像 (赤い矢印は移植部位を示します) と定量的データ (PBS → 若い場合は n = 3、その他の場合は n = 5) が示されています。 h、各グループの雄マウスによって生まれた子の数（n = 5）。 i、各グループにおける O2 消費、CO2 放出、熱生成および運動活動の間接熱量測定 (PBS → 若い場合は n = 5、その他の場合は n = 6)。 j–l、各グループの心臓の寸法と心臓機能の指標の心エコー測定。 代表的な M モード心エコー図と LV 質量および EF の定量値 (n = 8) を示します。 m-o、各グループの大腿骨近位部の小柱微細構造のマイクロ CT 分析。 大腿骨近位部の代表的な 3D 画像と BV/TV および Tb.N の定量値 (n = 8) を示します。 p-r、各グループの海馬と皮質の MRI ベースの形態計測分析。 スライスの代表的な MRI スキャンが示されており、体積比 (海馬/全脳および皮質/全脳) が計算されました (n = 8)。 aではログランク検定を使用し、c-e、g-i、k、l、n、o、q、rでは一元配置分散分析に続いてダネットの多重比較検定を使用して有意性を決定しました。 *P < 0.05、**P < 0.01、***P < 0.005。
1か月間継続的に交配した後、若いオスと高齢のオスはそれぞれ1腹あたり8頭と4頭の子を産んだ。 さらに、高齢のマウスを若いsEVで処理すると、若いオスとほぼ同じ数の子が生まれました。
若いsEVで治療された高齢マウスも、PBSレシピエントよりも高い酸素消費量と二酸化炭素生成を示し、したがって、代謝の健康状態が若いマウスのレベルまで部分的に回復したことが示唆される。 治療により、高齢マウスの心エコー検査パラメーターと骨構造も大幅に改善されました。 磁気共鳴画像法（MRI）では、高齢マウスの皮質萎縮が示されましたが、若いsEVでの治療により軽減されました。
高齢マウスは、若いマウスと比較して、脾臓、腎臓、肝臓、肺、精巣、海馬において老化関連β-ガラクトシダーゼ（SA-β-gal）活性の増加を示しました。 しかし、高齢マウスを若いsEVで治療すると、たとえ2週間であっても、これらの臓器のSA-β-galレベルは急速に低下した。
また、若い sEV 治療により、高齢マウスの細胞内活性酸素種 (ROS) レベルが若いマウスで観察されたレベルに回復し、過剰な最終糖化産物の蓄積が除去されました。 プロテオミクス分析により、若いsEVが加齢に伴う変性変化を逆転させ、若返り効果を発揮する可能性があることが示された。
研究者らはまた、マウスの加齢に伴う機能障害に対する、若いヒトから単離されたsEVによる治療の効果を評価した。 この目的を達成するために、高齢マウスを若いヒト由来のsEVで治療すると、認知障害が効果的に改善され、持久力が強化され、筋肉内のミトコンドリア活性の回復がサポートされました。
sEV は核酸、タンパク質、脂質を効率的に輸送しますが、ほとんどの研究は sEV のリボ核酸 (RNA) 成分、特にマイクロ RNA (miRNA) に焦点を当ててきました。 血漿 sEV における特定の miRNA の役割を解明するために、低分子 RNA ディープ シークエンシングを通じて、若いマウスと高齢マウスの間の血漿における miRNA の差次的発現を評価しました。
追加の実験により、若いsEVと高齢のsEVの代表的なmiRNAカーゴが同定されました。 より具体的には、miR-455-3p、miR-144-3p、および miR-149-5p は若い状態を表し、miR-34a-5p、miR-29a-3p、および miR-29c-3p は老化した状態を表しました。 特に、ペルオキシソーム増殖因子活性化受容体γコアクチベーター 1 α (PGC-1α) は、miR-34a-5p、miR-29a-3p、および miR-29c-3p によって負に制御される一般的な標的でした。
さらに、miR-455-3p、miR-144-3p、および miR-149-5p は、その下流の標的遺伝子が PGC-1α と逆相関を示すため、PGC-1α の間接的な刺激因子である可能性があります。 高齢マウスは若いマウスと比較して筋肉および海馬における PGC-1α 発現レベルの大幅な低下を示し、高齢マウスの若い sEV 治療によりその発現が増加しました。
低分子干渉RNA（siRNA）を使用してPGC-1αをサイレンシングすると、若いsEV治療で観察されたミトコンドリア呼吸に対する利点が大幅に減少しました。 追加の調査により、若い sEV では miR-455-3p、miR-144-3p、miR-149-5p が若返り miRNA であるのに対し、高齢者では miR-34a-5p、miR-29a-3p、miR-29c-3p が若返る miRNA であることが確認されました。 sEV は老化を促進する miRNA でした。
結論
若い sEV を繰り返し投与すると、高齢マウスの生理機能と身体能力が向上しました。 短期的には、若いsEV治療により全身が急速に改善されました。 対照的に、若いsEV治療は、老化した組織の性能と特性を、長期間にわたって若いマウスで観察されたレベルまで回復させた。
総合すると、研究結果は、若いsEVが老化組織を若返らせ、幸福と寿命を改善する有望な機会につながる可能性があることを示しています。
参考雑誌:
- チェン、X、ルオ、Y、朱、Q、 他。 （2024年）。 若い血漿からの小さな細胞外小胞は、ミトコンドリアのエネルギー代謝を改善することにより、加齢に伴う機能低下を逆転させます。 自然の老化。 土井:10.1038/s43587-024-00612-4
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2024-04-22 23:18:00