피부 세포에서 혈관 세포를 추출하는 방법으로 노화를 늦추는 방법

환자로부터 혈관 세포를 채취하는 것이 침습적이라는 사실로 노화 혈관계에 대한 연구가 방해 받았지만, 혈관 세포가 유도 만능 줄기 세포라고 불리는 특수 줄기 세포에서 생성되면 노화와 관련된 분자 변화가 깨끗하게 닦아집니다. 따라서 혈관 세포가 어떻게 노화되는지에 대한 대부분의 지식은 혈관 자체가 시간이 지남에 따라 어떻게 변하는 지 관찰 한 것에서 비롯됩니다. 정맥과 동맥은 탄력이 떨어지고 두꺼워지고 뻣뻣 해집니다. 이러한 변화는 혈압을 높이고 나이가 들면서 심장 질환의 위험을 높이는 데 기여할 수 있습니다.

2015 년에 Hetzer는 Salk 사장 Rusty Gage가 이끄는 팀의 일원으로 섬유 아세포가 직접 뉴런으로 재 프로그래밍되어 세포의 노화 신호를 제거하는 유도 된 만능 줄기 세포 단계를 건너 뛸 수 있음을 보여주었습니다. 그 결과 뇌 세포는 나이 마커를 유지하여 연구자들이 나이에 따라 뉴런이 어떻게 변하는 지 연구 할 수 있도록했습니다.

새로운 연구에서 Hetzer와 그의 동료들은 동일한 직접 변환 접근법을 적용하여 두 가지 유형의 혈관계 세포, 즉 혈관의 내부 내벽을 구성하는 혈관 내피 세포와 이러한 내피 세포를 둘러싸는 평활근 세포를 생성했습니다.

Hetzer 연구실 코디네이터이자이 논문의 공동 제 1 저자 인 Roberta Schulte는 "우리는이 기술을 사용하여 혈관계의 노화를 연구 한 최초의 사람 중 하나입니다."라고 말합니다. "섬유 아세포로부터이 두 가지 세포 유형을 모두 개발할 수 있다는 아이디어가 나왔지만 우리는 우리의 필요에 맞게 기술을 조정했습니다."

연구자들은 19 ~ 30 세의 젊은 기증자 3 명, 나이가 62 ~ 87 세인 3 명의 기증자, 8 명의 환자에게서 채취 한 피부 세포를 사용했습니다. HGPS (Hutchinson-Gilford progeria syndrome) 환자는 자주 사용되는 가속화 된 조기 노화 장애입니다. 노화를 연구합니다.

그 결과 유도 된 혈관 내피 세포 (iVEC)와 유도 된 평활근 세포 (iSMC)는 명확한 연령의 특징을 보여주었습니다. 혈관 석회화와 관련된 유전자를 포함하여 21 개의 유전자가 노인과 젊은이의 iSMC에서 서로 다른 수준으로 발현되었습니다. iVEC에서 염증 관련 유전자를 포함하여 9 개의 유전자가 연령에 따라 다르게 발현되었습니다. HGPS 환자에서 일부 유전자는 일반적으로 노인에서 볼 수있는 것과 동일한 발현 패턴을 반영하는 반면 다른 패턴은 고유했습니다. 특히 혈관 석회화에 중요한 역할을하는 것으로 알려진 BMP-4 단백질의 농도는 젊은 세포에 비해 노화 된 세포에서 약간 높았지만 조로증 환자의 평활근 세포에서는 더 유의하게 높았습니다. 이것은 단백질이 노화 촉진에 특히 중요하다는 것을 시사합니다.

결과는 혈관이 나이에 따라 어떻게 그리고 왜 변하는지를 암시 할뿐만 아니라 환자 섬유 아세포로부터 혈관 내피 및 평활근 세포를 생성하는 직접 전환 방법을 통해 세포가 노화와 관련된 변화를 유지할 수 있음을 확인했습니다.

"이 연구의 가장 큰 이론적 의미 중 하나는 노화 또는 치료 과정에서 단일 환자를 종 단적으로 연구 할 수 있고 혈관계가 어떻게 변하는 지 그리고이를 목표로 삼을 수있는 방법을 연구 할 수 있다는 것입니다." Salk 박사후 연구원이자이 논문의 공동 제 1 저자 인 Simone Bersini.

새로운 관찰 결과의 유용성을 테스트하기 위해 연구원들은 HGPS 환자로부터 개발 된 평활근 세포에서 더 높은 수준으로 존재했던 BMP4를 차단하는 것이 노화 된 혈관을 치료하는 데 도움이 될 수 있는지 여부를 테스트했습니다. 혈관 질환이있는 기증자의 평활근 세포에서 BMP4를 차단하는 항체는 혈관 누출 수준을 낮추었습니다. 이는 노화와 함께 혈관에서 발생하는 변화 중 하나입니다.

연구 결과는 조로증과 인간 혈관계에서 발생할 수있는 정상적인 연령 관련 변화를 치료하기위한 새로운 치료 목표를 가리 킵니다. 그들은 또한 섬유 아세포를 다른 성숙한 세포 유형으로 직접 전환 (이전에는 뉴런에서 성공했고 현재는 혈관 세포에서)이 신체의 광범위한 노화 과정을 연구하는 데 유용 할 가능성이 있음을 보여줍니다.

Jesse의 소유자 인 Hetzer는 "뉴런으로 수행 한 작업을 반복함으로써이 직접 리 프로그래밍이 모든 종류의 다른 인간 조직에서 노화 메커니즘을 연구하기 위해 많은 세포 유형에 적용될 수있는 강력한 도구임을 입증했습니다." 그리고 Caryl Philips Foundation Chair.

연구팀은 나이에 따라 변화하는 것으로 밝혀진 일부 유전자가 혈관계에서 보이는 변화를 제어하는 ​​정확한 분자 메커니즘을 조사하기위한 향후 연구를 계획하고 있습니다.