Старение мышц: белок NDRG1 замедляет регенерацию, но спасает стволовые клетки

Ученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) выяснили, почему с возрастом мышцы восстанавливаются медленнее. Исследование на мышах, опубликованное в журнале Science, показало, что стволовые клетки мышц с возрастом накапливают белок NDRG1, который замедляет их способность к регенерации, но при этом помогает им выживать в неблагоприятных условиях стареющей ткани.

Уровень белка NDRG1 в старых клетках оказался в 3,5 раза выше, чем в молодых. Этот белок действует как «тормоз», подавляя сигнальный путь mTOR, отвечающий за активацию и рост клеток. Когда ученые заблокировали активность NDRG1 у старых мышей (эквивалент 75 человеческих лет), стволовые клетки снова стали активными, и восстановление мышц после травмы улучшилось.

Однако у этого улучшения была обратная сторона: без защитного эффекта NDRG1 количество выживших стволовых клеток со временем сокращалось. Это делало ткань менее способной к регенерации после повторных повреждений.

«Это нелогично, но стволовые клетки, которые доживают до старости, могут быть наименее функциональными. Они выживают не потому, что лучше всех выполняют свою работу, а потому, что лучше всех приспособлены к выживанию. Это дает нам совершенно другой взгляд на то, почему ткани с возрастом деградируют», — объяснил доктор Томас Рандо (Thomas Rando), старший автор исследования.

Исследователи назвали этот механизм «клеточным смещением выживаемости» (cellular survivorship bias): стволовые клетки с недостаточным уровнем NDRG1 постепенно исчезают, оставляя популяцию, которая выживает лучше, но функционирует медленнее.

«Некоторые возрастные изменения, которые выглядят вредными — например, замедленное восстановление тканей — могут быть необходимыми компромиссами, предотвращающими полное истощение пула стволовых клеток», — добавил Рандо.

По словам ученых, это похоже на то, как животные во время засухи или голода переключают ресурсы с размножения на выживание. Стволовые клетки делают то же самое с возрастом: вместо производства новых клеток они направляют энергию на собственное сохранение.

Результаты исследования могут помочь в разработке будущих методов терапии, направленных на улучшение регенерации тканей. Однако авторы предупреждают, что любое вмешательство может иметь непредвиденные последствия.

«Бесплатного обеда не бывает. Мы можем улучшить функцию старых клеток на какое-то время, но каждый раз за это придется платить», — резюмировал Рандо.