Ученые создали детальный атлас старения на основе 7 миллионов клеток

Старение повышает риск серьезных заболеваний, таких как рак, болезни сердца и деменция. Ученые из Рокфеллеровского университета задались вопросом: можно ли, замедлив сам процесс старения, снизить риск сразу нескольких болезней? Для ответа они создали самый детальный на сегодня атлас того, как старение влияет на клетки.

Исследование, опубликованное в журнале Science, основано на анализе почти 7 миллионов отдельных клеток, взятых из 21 органа 32 мышей в трех возрастных точках: один месяц (молодые взрослые), пять месяцев (средний возраст) и 21 месяц (пожилые). Ученые использовали метод single-cell ATAC-seq, который показывает, какие участки ДНК в клетке активны.

Нашей целью было понять не только то, что меняется со старением, но и почему, — говорит руководитель исследования Цзюньюэ Цао. — Это открывает дверь для вмешательств, нацеленных на сам процесс старения.

Атлас выявил более 1800 различных подтипов клеток. Около четверти из них показали значительные изменения в количестве с возрастом: некоторые популяции мышечных и почечных клеток резко сократились, а иммунные клетки, наоборот, расширились. Многие изменения начинаются уже в среднем возрасте (5 месяцев у мышей) и происходят синхронно в разных органах, что указывает на общие сигналы, возможно, циркулирующие в крови.

Около 40% изменений, связанных со старением, существенно различались между самцами и самками. У самок с возрастом наблюдалась более широкая активация иммунной системы, что, по мнению ученых, может объяснять более высокую распространенность аутоиммунных заболеваний у женщин.

Анализ активности ДНК выявил около 300 000 регионов с возрастными изменениями, многие из которых связаны с иммунитетом, воспалением или поддержанием стволовых клеток. Ученые обнаружили, что сигнальные молекулы иммунной системы (цитокины) могут вызывать многие из наблюдаемых клеточных изменений. Это указывает на потенциальную мишень для будущих терапий, замедляющих старение.

Мы определили уязвимые типы клеток и молекулярные «горячие точки». Теперь вопрос в том, сможем ли мы разработать вмешательства, нацеленные на эти конкретные процессы старения, — говорит Цао.

Полный атлас старения доступен для публики на сайте epiage.net. Исследование показывает, что старение — не случайный распад, а скоординированный процесс, который потенциально можно модулировать.