Восстановление митохондриальной функции для устранения морщин кожи, вызванных старением, выпадение волос у мышей

        

Морщинистая кожа и выпадение волос являются признаками старения. Что делать, если они могут быть отменены?

Кешав Сингх, доктор философии, и его коллеги сделали именно это, в модели мыши, разработанной в Университете Алабамы в Бирмингеме. Когда индуцируется мутация, приводящая к митохондриальной дисфункции, мышь развивает морщинистую кожу и обширную, видимую потерю волос в течение нескольких недель. Когда функция митохондрий восстанавливается путем выключения гена, ответственного за митохондриальную дисфункцию, мышь возвращается к гладкой коже и густой меху, неотличимой от здоровой мыши того же возраста.

«Насколько нам известно, это наблюдение беспрецедентно», – сказал Сингх, профессор генетики в Медицинской школе.

Важно отметить, что мутация, которая делает это, находится в ядерном гене, влияющем на митохондриальную функцию, крошечные органеллы, известные как электростанции клеток. Многочисленные митохондрии в клетках производят 90 процентов химических клеток, необходимых для выживания.

У людей снижение активности митохондрий наблюдается во время старения, а митохондриальная дисфункция может приводить к возрастным заболеваниям. Истощение ДНК в митохондриях также связано с человеческими митохондриальными заболеваниями, сердечно-сосудистыми заболеваниями, диабетом, связанными с возрастом неврологическими расстройствами и раком.

«Эта модель мыши, – сказал Сингх, – должна предоставить беспрецедентную возможность для разработки превентивных и терапевтических стратегий развития лекарств для расширения функций митохондрий для лечения связанной с возрастом патологии кожи и волос и других заболеваний человека, в которых митохондриальная дисфункция играет значительную роль ».

Мутация в мышиной модели индуцируется, когда доксициклин антибиотика добавляется к пище или питьевой воде. Это приводит к истощению митохондриальной ДНК, поскольку фермент для репликации ДНК становится неактивным

Через четыре недели мыши показали седые волосы, снижение плотности волос, выпадение волос, замедление движения и летаргию, изменения, которые напоминают естественное старение. Морщинистая кожа была видна через четыре-восемь недель после индукции мутации, а у женщин были более суровые морщины кожи, чем у мужчин

Резко, эта потеря волос и морщинистая кожа могут быть отменены, отключив мутацию. На фотографиях ниже показаны выпадение волос и морщинистая кожа после двухмесячной индукции доксициклина, а та же мышь через месяц после прекращения приема доксициклина, что позволяет восстановить истощенную митохондриальную ДНК.

Небольшое изменение наблюдалось в других органах, когда была вызвана мутация, что указывает на важную роль митохондрий в коже по сравнению с другими тканями

. Смятая кожа показала изменения, подобные тем, которые наблюдаются как в виде внутреннего, так и внешнего старения; внутреннее старение – естественный процесс старения, а внешнее старение – это воздействие внешних факторов, влияющих на старение, таких как морщины кожи, которые развиваются из-за избыточного солнца или длительного курения.

. Среди деталей кожи мышей с индуцированной мутацией наблюдалось увеличение количества клеток кожи, аномальное утолщение внешнего слоя, дисфункциональные волосяные фолликулы и повышенное воспаление, которые, по-видимому, способствовали патологии кожи. Они похожи на внешнее старение кожи у людей. Мыши с обедненной митохондриальной ДНК также показали измененную экспрессию четырех связанных с возрастом маркеров в клетках, аналогичных внутреннему старению

Кожа также показала нарушение баланса между ферментами матриксной металлопротеиназы и их тканеспецифическим ингибитором; баланс этих двух компонентов необходим для поддержания коллагеновых волокон в коже, которые предотвращают образование морщин.

. Митохондрии мышей с индуцированной мутацией уменьшали содержание митохондриальной ДНК, изменяли экспрессию митохондриального гена и нестабильность больших комплексов в митохондриях, которые участвуют в окислительном фосфорилировании

Сторнирование мутации восстановило митохондриальную функцию, а также патологию кожи и волос. Это показало, что митохондрии являются обратимыми регуляторами старения кожи и потери волос, наблюдение, которое Сингх называет «неожиданным».

«Это говорит о том, что эпигенетические механизмы, лежащие в основе перекрестных помех между митохондриями и ядрами, должны играть важную роль в восстановлении нормального фенотипа кожи и волос», – сказал Сингх, у которого есть вторичное назначение в качестве профессора патологии. «Дальнейшие эксперименты необходимы, чтобы определить, могут ли фенотипические изменения в других органах также быть отменены до уровня дикого типа путем восстановления ДНК митохондрии».

Источник:

https://www.uab.edu/news/research/item/9607-scientists-reverse-aging-associated-skin-wrinkles-and-hair -loss-в-мышь-модели

      

Source link