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I ricercatori scoprono le celle glial che la risposta di sforzo di controllo, estende la durata della vita in vermi

Mentre molti di noi preoccupazione circa le proteine che cumulano nei nostri cervelli mentre invecchiamo e potenzialmente causando il morbo di Alzheimer o altri tipi di neurodegeneration, non possiamo rend contoere che alcune delle stesse proteine stanno cumulando in nostri muscoli, installante ci per l'atrofia del muscolo nella vecchiaia.

L'università di California, Berkeley, scienziati ora ha trovato le cellule cerebrali che contribuiscono a pulire questi grovigli ed a prolungare la vita -- almeno in vermi (elegans di Caenorhabditis) e possibilmente mouse. Ciò potrebbe piombo alle droghe che migliorano la salubrità del muscolo o estendono una durata della vita umana sana.

La scoperta più recente del gruppo di ricerca, pubblicata il 24 gennaio nella scienza del giornale, è che le mere quattro celle glial nel cervello del verme gestiscono la risposta di sforzo in celle in tutto il suo organismo ed aumentano la durata della vita del verme di 75%. Quella era una sorpresa, poiché le celle glial sono allontanate spesso come mere celle di sostegno per i neuroni che fanno il lavoro reale del cervello, come l'apprendimento e la memoria.

Ciò che trova segue uno studio 2013 in cui il gruppo di Uc Berkeley ha riferito che i neuroni contribuiscono a regolamentare la risposta di sforzo in celle periferiche, comunque in modo diverso che le celle glial ed allunga la vita di un verme da circa 25%. In mouse, il regolamento di un neurone d'amplificazione aumenta la durata della vita di circa 10%.

Insieme, questi risultati dipingono una maschera dell'approccio a due punte del cervello a tenere i somatociti in buona salute. Quando il cervello percepisce un ambiente stressante -- batteri o virus d'invasione, per esempio -- un sottoinsieme dei neuroni invia i segnali elettrici alle celle periferiche ottenerle mobilizzate per rispondere allo sforzo, come diretto rompendo sui grovigli, la produzione d'amplificazione della proteina e mobilizzando il grasso memorizzato. Ma perché i segnali elettrici producono soltanto una risposta di breve durata, le celle glial danno dei calci a dentro per spedire un ormone duraturo, finora non identificato, che mantiene un lungo termine, risposta di anti-sforzo.

“Stiamo scoprendo che se accendiamo queste risposte nel cervello, comunicano alla periferia per proteggere l'intero organismo dal declino di inizio dell'età che accade naturalmente. Riavvolge il loro metabolismo, egualmente protegge dall'aggregazione della proteina,„ ha detto Andrew Dillin, professore di Uc Berkeley di molecolare e di biologia cellulare e del ricercatore (HHMI) di Howard Hughes Medical Institute. Come conseguenza di nuovo studio, “pensiamo che il glia stia andando essere più importante dei neuroni.„

Mentre i elegans dell'ascaride C. è una direzione lunga evolutionarily dagli esseri umani, il fatto che le celle glial sembrano avere un simile effetto in mouse suggerisce che gli stessi possano essere vero per gli esseri umani. In caso affermativo, può piombo alle droghe che combattono il muscolo che spreca e l'obesità e forse aumenta una durata della vita sana.

Se esaminate gli esseri umani con il sarcopenia o i mouse e gli esseri umani più anziani, hanno cumuli della proteina in loro muscolo. Se possiamo trovare questo ormone, forse può tenere il muscolo di massa più su in gente più anziana. C'è un'opportunità enorme qui.„

Professore di Andrew Dillin, di Uc Berkeley di molecolare e biologia cellulare e ricercatore (HHMI) di Howard Hughes Medical Institute

In un commento nella stessa emissione del 24 gennaio di scienza, due scienziati di Stanford University, Jason Wayne Miklas e brunetta di Anne, hanno echeggiato quel potenziale. “Capendo come le celle glial rispondono allo sforzo e che neuropeptides secernono possono aiutare per identificare gli interventi terapeutici specifici per mantenere o riequilibrare queste vie durante invecchiamento e le malattie relative all'età,„ hanno scritto.

Come estendere durata della vita

Dillin studia il deterioramento apparentemente simultaneo delle celle in tutto l'organismo come invecchia nella morte. Ha indicato in vermi e mouse che gli ormoni ed i neurotrasmettitori rilasciati dal cervello tengono questa ripartizione nell'assegno attivando una risposta di sforzo nei somatociti e sintonizzando sul loro metabolismo. La risposta probabilmente è nato per combattere l'infezione, con l'effetto secondario di conservazione dei tessuti durata della vita sana e d'estensione. Perché il nostro arresto delle cellule che risponde a questi segnali poichè invecchiamo è la grande domanda.

Negli ultimi dieci anni, lui ed i suoi colleghi hanno identificato tre tecniche usate dai vermi per tenere le loro celle in buona salute e, conseguentemente, lungo-vive. L'attivazione della risposta di scossa di calore dell'organismo, per esempio, protegge il citoplasma della cella. La stimolazione della risposta spiegata della proteina protegge le strutture del produttore d'energia delle cellule, i mitocondri. La risposta spiegata della proteina è il modo delle cellule di assicurarsi le proteine presuppone la loro struttura adeguata 3D, che è cruciale per il perfetto funzionamento dentro la cella.

La sua ultima scoperta è quel glia come pure i neuroni, stimolano la risposta spiegata della proteina nel reticolo endoplasmatico (ER). Il ER è la struttura cellulare che ospita i ribosomi che fanno le proteine -- il ER è stimato per essere responsabile della piegatura e della maturazione dell'altrettanto come 13 milione proteine al minuto.

“Il molto lavoro che abbiamo fatto ha scoperto che le parti sicure del cervello gestiscono l'invecchiamento del resto dell'animale, negli organismi dai vermi ai mouse e probabilmente agli esseri umani,„ Dillin ha detto.

Altri due interventi egualmente aumentano la durata della vita in vermi: sia a dieta la restrizione, che può chiamare in causa altri meccanismi antinvecchiamento e diminuendo la produzione di un ormone ha chiamato il fattore di crescita del tipo di insulina (IGF-1).

Le scoperte di Dillin già piombo ai nuovi trattamenti per le malattie. Cofounded una società, Mitobridge Inc. (recentemente acquistata da Astellas Pharma Inc.), in base a trovare che determinate proteine contribuiscono a sintonizzare sui mitocondri. Una droga la società sviluppata è ora nei test clinici di fase II per il trattamento del danno che si presenta quando i reni ricominciano dopo errore improvviso, quale durante l'operazione.

Cofounded un'altra società, terapeutica di Proteostatis, per sviluppare un trattamento per fibrosi cistica che è basata sull'attivazione della risposta spiegata della proteina ai canali ionici della riparazione nella gente con la malattia.

La nuova scoperta circa come l'impatto degli ormoni e del neurotrasmettitore il ER potrebbe avere implicazioni per le malattie che comprendono il muscolo che spreca, quali la malattia di Huntington ed i moduli dei myocytis.

Celle di Glial

Nel 2013, Dillin ed i suoi colleghi hanno scoperto quello espressione d'amplificazione di una proteina chiamata xbp-1s in cellule nervose sensoriali nelle spinte del cervello del verme la risposta misfolded della proteina in tutto l'organismo del verme. Poco dopo, il collega postdottorale Ashley Frakes ha deciso di vedere se le celle glial che enshrouding questi neuroni egualmente fossero coinvolgere. Quando overexpressed la stessa proteina, xbp-1s, in un sottoinsieme dei questi glia (glia astrocyte del tipo di cefalico della guaina, o CEPsh), ha scoperto un effetto ancora più grande sulle celle periferiche, come misurato da come si occupano di una dieta ad alta percentuale di grassi.

Frakes poteva segnare il glia con esattezza di quattro CEPsh responsabile dell'avviamento della risposta di ER, perché l'organismo dei elegans del C. è studiato così bene. Ci sono soltanto 959 celle nell'intero verme, 302 di cui sono cellule nervose e 56 sono celle glial.

Lavoro i neuroni del PORCINO e del glia di CEPsh diversamente, ma additivo, migliorare il metabolismo e pulire i cumuli della proteina come i vermi dimagriscono due volte e vivono finchè vermi senza questa protezione da una dieta ad alta percentuale di grassi.

“Il fatto che appena alcune celle gestiscono il futuro dell'intero organismo è sbalorditivo,„ Dillin ha detto. “Il lavoro 10 di Glia cronometra meglio dei neuroni nella promozione della questa risposta e circa due volte di buon nella durata della vita d'estensione.„

Frakes corrente sta provando ad identificare l'ormone prodotto da queste celle glial, un primo punto di segnalazione verso l'individuazione del modo attivare la risposta in celle che stanno diminuendo nella funzione e forse creare una droga per sintonizzare sulle cellule umane e per evitare gli effetti di invecchiamento, dell'obesità o di altri tipi di sforzi.

Frakes egualmente ha trovato che i vermi dimagriti perché le loro memorie del grasso, sotto forma di goccioline del lipido, si sono trasformate nel ER. Un altro gruppo di ricerca nel Texas ha indicato che xbp-1s d'attivazione nei neuroni dei mouse egualmente ha l'effetto di diminuzione delle memorie grasse e di dimagramento dei mouse, di protezione loro dagli effetti di una dieta ad alta percentuale di grassi e dell'estensione della loro durata della vita.

“Quando lo attivano nei neuroni, vedono il fegato liberarsi del grasso, ridistribuente le domande metaboliche,„ Dillin ha detto. “Penso che abbiamo veduto la stessa cosa in esseri umani, pure.„

Source:
Journal reference:

Frakes, A.E., et al. (2020) Four glial cells regulate ER stress resistance and longevity via neuropeptide signaling in C. elegans. Science. doi.org/10.1126/science.aaz6896.