Вашей печени чуть меньше трех лет

Печень является важным органом, который заботится о выведении токсинов из нашего организма. Поскольку он постоянно контактирует с токсическими веществами, велика вероятность, что он будет регулярно заражаться. Чтобы обойти это, печень обладает уникальной среди органов способностью восстанавливаться после повреждений. Поскольку большая часть способности организма к самоисцелению и регенерации снижается с возрастом, ученые задались вопросом, уменьшается ли способность печени к регенерации с возрастом.

Природа регенерации печени у человека также оставалась загадкой. Модели животных дали противоречивые ответы. Некоторые исследования показали, что гепатоциты могут быть долгоживущими, в то время как другие показали постоянные изменения. Нам было ясно, что если мы хотим знать, что происходит с людьми, нам нужно найти способ прямой оценки продолжительности жизни клеток печени человека», — говорит д-р Олаф Бергманн, руководитель исследовательской группы Центра регенеративной терапии в Дрездене ( CRTD) в Техническом университете Дрездена.

Печень человека еще молодой орган

Многопрофильная группа биологов, физиков, математиков и врачей под руководством доктора Бергманна проанализировала печень нескольких людей, умерших в возрасте от 20 до 84 лет. Удивительно, но команда показала, что клетки печени всех людей были примерно одного возраста.

«Независимо от того, 20 вам лет или 84 года, ваша печень в среднем остается чуть менее трех лет», — объясняет доктор Бергман. Результаты показывают, что приспособление массы печени к потребностям организма жестко регулируется постоянным замещением гепатоцитов и что этот процесс имеет место даже у пожилых людей. Эта непрерывная замена гепатоцитов важна для различных аспектов регенерации печени и образования рака.

Клетки печени с большим количеством ДНК регенерируют меньше

Однако не все клетки нашей печени молодые. Небольшая часть клеток может жить до 10 лет, прежде чем они смогут обновить себя. Эта субпопуляция гепатоцитов несет больше ДНК, чем типичные клетки. Большинство наших клеток имеют два набора хромосом, но некоторые клетки с возрастом накапливают больше ДНК. В конечном счете, эти клетки могут нести четыре, восемь или даже больше наборов хромосом», — объясняет доктор Бергман.

При сравнении типичных гепатоцитов с клетками, более богатыми ДНК, мы обнаружили существенные различия в их регенерации. Типичные клетки регенерируют примерно раз в год, в то время как клетки с более богатым ДНК могут оставаться в печени до десяти лет», — говорит доктор Бергманн.Поскольку эта фракция постепенно увеличивается с возрастом, это может быть механизмом. Они защищают нас от накопление вредных мутаций. Необходимо знать, существуют ли аналогичные механизмы при хронических заболеваниях печени, которые в некоторых случаях могут перейти в рак.

Уроки ядерного падения

Определение биологического возраста клеток человека является серьезной технической задачей, поскольку методы, обычно используемые в моделях на животных, неприменимы к людям.

Группа доктора Бергманна специализируется на ретроспективном радиоуглеродном датировании и использует этот метод для оценки биологического возраста тканей человека. Углерод — вездесущий химический элемент, составляющий основу жизни на Земле. Радиоуглерод является одним из различных типов углерода. Он естественным образом появляется в атмосфере. Растения усваивают его посредством фотосинтеза, как обычный углерод, и передают его животным и людям. Радиоактивный углерод слаборадиоактивен и нестабилен. Эти свойства используются в археологии для определения возраста древних образцов.

«Археологи уже много лет успешно используют радиоуглеродное разложение для оценки возраста образцов, одним из примеров является датировка Туринской плащаницы», — говорит доктор Бергман. «Радиоактивный распад радиоуглерода очень медленный. Он обеспечивает достаточное разрешение для археологов, но бесполезен для определения возраста человеческих клеток. Тем не менее, мы все еще можем использовать радиоуглерод в наших исследованиях».

Наземные ядерные испытания, проведенные в 1950-х годах, привели к выбросу в атмосферу, растения и животных огромного количества радиоактивного углерода. В результате клетки, образовавшиеся в этот период, содержат в своей ДНК большее количество радиоактивного углерода.

После официального запрета наземных ядерных испытаний в 1963 году количество радиоуглерода в атмосфере начало снижаться, как и количество радиоуглерода, включенного в ДНК животных. Атмосферные и клеточные значения радиоуглерода очень хорошо соответствуют друг другу.

«Хотя это крошечные и безвредные количества, мы можем обнаружить и измерить их в образцах тканей. Сравнивая значения с уровнями радиоуглерода в атмосфере, мы можем ретроспективно определить возраст клеток», — объясняет доктор Бергман.

Непревзойденные идеи прямо из источника

Группа Бергманна также изучает механизмы, управляющие регенерацией других тканей, которые считаются устоявшимися, таких как мозг или сердце. Команда ранее использовала свой опыт ретроспективного радиоуглеродного датирования, чтобы показать, что образование новых клеток мозга и сердца не ограничивается временем до рождения, а продолжается на протяжении всей жизни. В настоящее время группа изучает возможность производства новых клеток сердечной мышцы у людей с хроническими заболеваниями сердца.

Бергман заключает: «Наше исследование показывает, что изучение регенерации клеток непосредственно у людей технически очень сложно, но может дать беспрецедентное понимание фундаментальных клеточных и молекулярных механизмов регенерации органов человека».

оригинальный пост
Паула Хенке, Фабиан Рост, Джулиан Рууд, Баллина Трасс, Ирина Симонова, Эники Лазар, Джошуа Видима, Тило Уэлч, Канар Элкас, Махран Салихпур, Андреа Циммерманн, Даниэль Зеехофер, Горан Боснерт, Георг Дам, Хенрик Друид, Лутц Брюгге: Диплоидные гепатоциты управляют физиологической регенерацией печени у взрослых. клеточные системы (май 2022 г.)
концы с концами: http://doi.org/10.1016/j.cels.2022.05.001

О Центре регенеративной терапии в Дрездене (CRTD)
Центр регенеративной терапии Дрездена (CRTD) при Техническом университете Дрездена является академическим домом для ученых из более чем 30 стран. Их миссия состоит в том, чтобы открыть принципы регенерации клеток и тканей и использовать это преимущество для выявления, лечения и обратного развития болезни. CRTD связывает лабораторию с клиникой, учеными и клиницистами для объединения опыта в области стволовых клеток, биологии развития, редактирования генов и регенерации для инновационных методов лечения нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и Паркинсона, заболеваний крови, таких как лейкемия, и метаболических заболеваний, таких как сахарный диабет, заболевания сетчатки и ортопедические заболевания.
CRTD была основана в 2006 году как исследовательский центр Немецкого исследовательского фонда (DFG) и до 2018 года финансировалась как исследовательский центр DFG, а также как Группа передового опыта. С 2019 года CRTD финансируется Техническим университетом Дрездена и Свободным государством Саксония.
CRTD является одним из трех институтов, входящих в состав Центрального научного центра молекулярной и клеточной биоинженерии (CMCB) Дрезденского технического университета.
Интернет: www.tu-dresden.de/cmcb/crtd
Интернет: http://www.tu-dresden.de/cmcb

Ресурсы:
Веб-сайт группы доктора Олафа Бергманна: https://tud.link/ad38
Фотографии в полном разрешении: https://tud.link/gycm