Почетный профессор Йошиказу Нисикава из Высшей школы естественных наук при городском университете Осаки и его сотрудники обнаружили, что вещество, излучающее специфическую флуоресценцию in vivo, увеличивается с возрастом. Флуоресценция происходит от конечных продуктов гликирования (AGE) и коррелирует с ожидаемой продолжительностью жизни C. elegans. Измерительная технология этой модели может быть использована для поиска и оценки материалов, препятствующих гликированию в будущем.
Результаты этого исследования были опубликованы в международном академическом журнале npj Aging and Mechanisms of Disease в понедельник, 7 июня 2021 года.
Поскольку население мира стареет, и профилактические меры против возрастных заболеваний, таких как слабоумие и рак, становятся все более важными, гликирование в организмепривлекает внимание как важный фактор риска старения и болезней, связанных с образом жизни. Известно, что количество AGE в организме увеличивается с возрастом и возрастными заболеваниями, такими как диабет и артериосклероз, и ожидается, что измерение количества AGE в организме станет индикатором для прогнозирования старения и возрастных заболеваний. Однако эксперименты по естественному старению с использованием людей и млекопитающих требуют нескольких лет, а методы определения AGE - это в основном инвазивные анализы крови, которые требуют дорогостоящих и специальных экспериментальных операций с использованием антител, таких как ELISA. Взаимосвязь между гликированием и старением в организме все еще неясна, и простой метод оценки еще не установлен.
Эта исследовательская группа предположила, что AGEs можно косвенно оценить путем измерения флуоресценции некоторых AGE, и преуспела в прояснении взаимосвязи между AGE и флуоресценцией in vivo с использованием модельного организма Caenorhabditis elegans и в разработке высокопроизводительного метода оценки.
Рисунок 2: Изображения молодых и старых C. elegans, полученные с помощью флуоресцентного микроскопа (флуоресцентная область: синяя). Предоставлено: Городской университет Осаки.
В этом исследовании группа исследователей сначала провела анализ спектра флуоресценции с использованием белковых экстрактов молодых и старых C. elegans и обнаружила, что специфическая флуоресценция усиливается в белковых экстрактах старых червей (рис. 1). Они разработали метод обнаружения флуоресценции in vivo и, следя за одним и тем же червем с течением времени, обнаружили, что значение флуоресценции увеличивается с возрастом. Кроме того, они обнаружили, что флуоресценция снижалась у долгоживущих мутантов C. elegans, а у тех, кого лечили рифампицином, обладающим антигликационным эффектом, продолжительность жизни увеличивалась, в то время как флуоресценция увеличивалась у C. elegans, обработанных рибозой, которая имеет сильный эффект гликирования. Кроме того, когда белковые экстракты молодых C. elegans, которые не флуоресцируют, были искусственно гликированы, они флуоресцируют на той же длине волны, что и старые C. elegans, предполагая сильную связь между флуоресценцией, возрастом и старением. В результате сравнения путем анализа всех белков, экспрессируемых у старых и молодых червей, и наблюдения за этим с помощью флуоресцентной микроскопии, команда обнаружила, что эта флуоресценция была получена из производного от AGE вителлогенина (рис. 2).
Это говорит о том, что флуоресценция на определенных длинах волн, излучаемая телом червя, отражает AGE, и, измеряя эту флуоресценцию, можно оценить количество AGE в организме, что предполагает возможность использования его в качестве индикатора старения.
Поскольку тело C. elegans прозрачное, интенсивность флуоресценции внутри тела можно наблюдать, пока животное еще живо, и их продолжительность жизни составляет около трех недель. Ожидается, что в будущем метод, изложенный в этом исследовании, будет использоваться на C. elegans для поиска пищевых материалов, связанных с антигликированием и замедлением старения.
