Старение разобрали по клеткам
«Типы старения» объединяют клетки из разных органов и с разными функциями.
Год назад мы писали, что человек стареет по частям – в том смысле, что разные органы стареют неравномерно, какие-то быстрее, какие-то медленнее. Более того, это неравномерное старение можно оценить по анализу крови, пусть и довольно изощрённому: с возрастом в органах накапливаются всевозможные белки, которые начинают выходить в кровь, и вот их-то и нужно анализировать.
В недавней статье в Science речь идёт тоже о неравномерном старении, но уже на уровне отдельных групп клеток внутри одних и тех же органов. Только это были не человеческие клетки, а мышиные: сотрудники Рокфеллеровского университета пять раз в течение мышиной жизни брали образцы органов для анализа активности генов в отдельных клетках. Эти пять раз относились к разным периодам жизни (детство, юность и т. д.), мыши были самцами и самками, все относились к одной генетической линии, то есть варианты генов у всех были одни и те же. Образцов набралось 600, клеток – около 21 млн. Современные методы позволяют изучать молекулярно-генетические особенности одной-единственной клетки, и в данном случае у них оценивали активность генов по уровню различных РНК в ядре – информация с ДНК сначала копируется в РНК, происходит это в ядре, и по соотношению разных РНК можно увидеть, какие гены более активны, какие менее.
Исследователи обнаружили более 10 типов и 200 подтипов клеток. Типы и подтипы выделяли именно в отношении старения. То есть, например, среди жировых, мышечных и эпителиальных клеток могли оказаться такие, с которыми происходили одинаковые изменения в определённое время жизни. Клетки занимались разными вещами, находились в разных органах, однако возрастные изменения в активности некоторых генов у них были одинаковые – соответственно, их относили к одинаковому типу или подтипу. Некоторые из таких «групп старения» оказались очень немногочисленными, числом всего лишь в полтысячи клеток. Что именно они делают в рамках старения, пока не очень ясно, но в смысле обычной жизни некоторые из этих немногочисленных клеток выполняют общекоординирующие функции, то есть, например, синтезируют гормоны, которые влияют на самые разные процессы.
Изменения касались не только генетической перенастройки, но и просто количества. Так, клеток одного из «типов старения» в мышцах, жировой ткани и эпителии становилось заметно меньше в возрасте, когда мыши перестают быть юными и становятся взрослыми, то есть между 3 и 12 месяцами. Других, в первую очередь разных иммунных клеток, с возрастом становилось больше. Некоторые из них стимулировали воспаление и аутоиммунные реакции, тем самым усугубляя возрастные изменения в тканях. Исследователи не зря взяли в эксперимент самцов и самок – отличия в клеточно-возрастных изменениях у них были буквально в каждом органе. И, например, у самок сильнее увеличивалось количество «возрастных» В-лимфоцитов – возможно, это отчасти объясняет, почему пожилые женщины чаще других страдают от аутоиммунных проблем.
По сути, авторы работы получили ещё один клеточный атлас, которых в последние годы становится всё больше. Только этот атлас растянут во времени, поскольку описывает возрастные клеточные изменения. Главный плюс атласа в том, что все клетки изучали одним и тем же методом, а это значит, что полученные данные однородны, что они вполне стыкуются друг с другом. (В противном случае неизбежно возникали бы вопросы, как согласуются молекулярные этапы старения у клеток мышц и, к примеру, эпителиальных клеток, если их молекулярные портреты строили разными методами.)
Минус же в том, что атлас пока только мышиный, и делать выводы вроде того, что возрастное увеличение числа В-лимфоцитов у мышей объясняет статистику аутоиммунных заболеваний у пожилых женщин, нужно с большой осторожностью. Исследователи пишут, что они на уровне клеток показали временную ступенчатость и неоднородность старения в масштабе всего тела; насколько их выводы можно распространить на человеческое тело, с его другим сроком жизни, другим питанием и т. д., покажет время.
