Группа учёных из Западного резервного университета Кейза (Case Western Reserve University) обнаружила молекулярный сигнальный путь, управляющий продолжительностью жизни и состоянием здоровья мышей и нематод Caenorhabditis elegans. Эти животные часто используются в качестве подопытных в биологических исследованиях.
«Мы обнаружили, что искусственное увеличение или снижение концентрации группы белков, называемых Круппель-подобные факторы транскрипции (Kruppel-like transcription factors, KLFs), действительно заставляет червей C. elegans жить дольше или, напротив, меньше, — рассказывает первый автор исследования доктор Паишиун Н. Хсих (Paishiun N. Hsieh) из Западного резервного университета Кейза. — Та же группа белков присутствует и у млекопитающих. Поэтому, и это замечательно, наши данные позволяют предположить, что KLFs оказывают сходное влияние на старение млекопитающих».
В рамках исследования доктор Хсих и его коллеги продемонстрировали, что C. elegans с повышенным уровнем белков KLFs живут дольше своих сородичей, сохраняя при этом лучшее состояние здоровья. Если «долгожители» из контрольной подгруппы жили не более 25—27 дней, то у экспериментальных животных максимальная продолжительность жизни составила 38 дней. Кроме того, у мышей, которые подверглись аналогичным изменениям, достоверно позже развилась дисфункция сосудов. Последняя считается одним из признаков старения.
«Наблюдение, что уровень белков KLFs снижается с возрастом и что сохранение этого показателя может предотвратить связанное с возрастом нарушение функции сосудов, очень интересно. Дело в том, что сосудистая дисфункция вносит значительный вклад в развитие возрастных заболеваний, например гипертонии, болезней сердца и деменции», — рассказывает ведущий автор исследования профессор Мукеш К. Джейн (Professor Mukesh K. Jain).
В ходе дальнейшей работы группа учёных обнаружила, что белки KLFs управляют процессом аутофагии. Клетки используют его, чтобы избавляться от молекулярного «мусора», например, от «сломанных» белков или побочных продуктов метаболизма, накапливающихся с возрастом. Утрата этого механизма — прямая дорога к старению.
«По мере старения клеток, их способность справляться с этими функциями нарушается, — пишут исследователи. — С большой вероятностью это приводит к накоплению агрегатов токсичных белков, однозначно мешающих выживанию клеток. Черви, у которых KLFs отсутствуют, не способны к аутофагии и погибают рано».
Следующим шагом станет изучение связи между аутофагией в клетках стенок сосудов и улучшением сосудистой функции. Кроме того, исследователи попытаются найти способы использования KLFs у людей, что особенно важно в контексте глобального старения населения.
Результаты работы опубликованы в издании Nature Communications.