あなたの肝臓は3歳未満です

画像:人間の肝臓は、DNAの量が異なる細胞で構成されています。 白い矢印で示されているように、ほとんどの細胞にはDNAのコピーが2つしかありません。 一部の細胞は、黄色の矢印で示されたもののように、より多くのDNAセットを蓄積します。 それらのさまざまなタイプの細胞は異なって更新します。
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クレジット:Paula Heinke

肝臓は私たちの体の毒素を取り除くのに役立つ重要な器官です。 常に有毒物質を扱っているため、定期的に怪我をする可能性があります。 これを克服するために、肝臓は損傷後にそれ自体を再生する器官の中で独特の能力を持っています。 私たちが年をとるにつれて、体が自分自身を癒して再生する能力の多くが低下するため、科学者たちは肝臓の再生能力も年齢とともに低下するのではないかと考えていました。

人間の肝臓の再生の性質も謎のままでした。 動物モデルは矛盾した答えを提供しました。 「いくつかの研究は、肝臓細胞が長寿命である可能性を指摘しましたが、他の研究は一定の代謝回転を示しました。 人間に何が起こっているのかを知りたいのであれば、人間の肝細胞の年齢を直接評価する方法を見つける必要があることは明らかでした」とドレスデン再生療法センターの研究グループリーダーであるオラフバーグマン博士は述べています。 CRTD)TUドレスデンで。

人間の肝臓は若い器官のままです

生物学者、物理学者、数学者、およびバーグマン博士が率いる臨床医の学際的なチームは、20歳から84歳までの年齢で死亡した複数の個人の肝臓を分析しました。 驚いたことに、チームはすべての被験者の肝細胞が多かれ少なかれ同じ年齢であることを示しました。

「あなたが20歳であろうと84歳であろうと、肝臓は平均して3歳弱のままです」とBergmann博士は説明します。 結果は、体のニーズに合わせた肝臓の質量の調整が、肝臓細胞の絶え間ない交換によって厳しく規制されており、このプロセスが高齢者でも維持されていることを示しています。 この進行中の肝細胞置換は、肝再生と癌形成のさまざまな側面にとって重要です。

DNAの更新が少ない肝細胞

しかし、私たちの肝臓のすべての細胞がそれほど若いわけではありません。 細胞の一部は、それ自体を更新する前に最大10年生きることができます。 この肝細胞の亜集団は、典型的な細胞よりも多くのDNAを運びます。 「私たちの細胞のほとんどは2セットの染色体を持っていますが、一部の細胞は老化するにつれてより多くのDNAを蓄積します。 結局、そのような細胞は4、8、またはそれ以上の染色体のセットを運ぶことができます」とバーグマン博士は説明します。

「典型的な肝臓細胞とDNAが豊富な細胞を比較したところ、それらの再生に根本的な違いが見つかりました。 典型的な細胞は約1年に1回更新されますが、DNAが豊富な細胞は、最大10年間肝臓に存在する可能性があります」とBergmann博士は述べています。 「この割合は年齢とともに徐々に増加するため、これは有害な突然変異の蓄積から私たちを守る保護メカニズムである可能性があります。 慢性肝疾患にも同様のメカニズムがあるかどうかを調べる必要があります。慢性肝疾患は、場合によっては癌に変わる可能性があります。」

放射性降下物からの教訓

動物モデルで一般的に使用されている方法は人間に適用できないため、人間の細胞の生物学的年齢を決定することは、技術的に大きな課題です。

バーグマン博士のグループは、遡及的放射性炭素年代測定を専門としており、この技術を使用してヒト組織の生物学的年齢を評価しています。 炭素は遍在する化学元素であり、地球上の生命のバックボーンを形成します。 放射性炭素は、さまざまな種類の炭素の1つです。 大気中に自然に現れます。 植物は、通常の炭素と同じように、光合成によってそれを取り込み、動物や人間に渡します。 放射性炭素は放射性が弱く不安定です。 これらの特徴は、考古学で古代のサンプルの年代を決定するために利用されています。

「考古学者は、放射性炭素の崩壊を長年にわたってうまく利用して、標本の年代を評価してきました。その一例は、トリノの聖骸布の年代測定です」とバーグマン博士は言います。 「放射性炭素の放射性崩壊は非常に遅いです。 考古学者には十分な解像度を提供しますが、人間の細胞の年齢を判断するのには役立ちません。 それでもなお、私たちの研究では放射性炭素を利用することができます。」

1950年代に実施された地上核実験では、大量の放射性炭素が大気、植物、動物に導入されました。 その結果、この時期に形成された細胞は、DNAに含まれる放射性炭素の量が多くなります。

1963年に地上核実験が公式に禁止された後、大気中の放射性炭素の量が減少し始め、動物のDNAに組み込まれた放射性炭素の量も減少しました。 大気と細胞の放射性炭素の値は互いに非常によく対応しています。

「これらは有害ではないごくわずかな量ですが、組織サンプルで検出および測定できます。 値を大気中の放射性炭素のレベルと比較することにより、細胞の年齢を遡及的に確立することができます」とバーグマン博士は説明します。

ソースから直接比類のない洞察

バーグマングループはまた、脳や心臓など、静的と見なされる他の組織の再生を促進するメカニズムについても調査しています。 チームは以前、遡及的放射性炭素年代測定の専門知識を使用して、新しい脳細胞と心臓細胞の形成が出生前の時間に限定されず、生涯続くことを示しました。 現在、このグループは、慢性心臓病の人々に新しいヒト心筋細胞をまだ生成できるかどうかを調査しています。

「私たちの研究は、人間の細胞再生を直接研究することは技術的に非常に困難であることを示していますが、それは人間の臓器再生の根底にある細胞および分子メカニズムへの比類のない洞察を提供することができます」とバーグマン博士は結論付けています。

元の出版物
Paula Heinke、Fabian Rost、Julian Rode、Palina Trus、Irina Simonova、EnikőLazar、Joshua Feddema、Thilo Welsch、Kanar Alkass、Mehran Salehpour、Andrea Zimmermann、Daniel Seehofer、GöranPossnert、Georg Damm、Henrik Druid、Lutz Brusch、Olaf Bergmann : 二倍体肝細胞は、成人の生理的な肝臓の再生を促進します。 セルシステム (2022年5月)
リンク:http://doi.org/10.1016/j.cels.2022.05.001

ドレスデン再生療法センター(CRTD)について
ドレスデンの再生療法センター(CRTD)は、30か国以上の科学者のための学術的な拠点です。 彼らの使命は、細胞と組織の再生の原理を発見し、これを病気の認識、治療、および逆転に活用することです。 CRTDは、ベンチをクリニックに、科学者をクリニシャンにリンクして、幹細胞、発生生物学、遺伝子編集、およびアルツハイマー病やパーキンソン病などの神経変性疾患、白血病などの血液疾患、代謝性疾患などの革新的な治療に向けた再生に関する専門知識をプールします。糖尿病、網膜、骨の病気として。
CRTDは、ドイツ研究振興協会(DFG)の研究センターとして2006年に設立され、2018年までDFG研究センターおよびクラスターオブエクセレンスとして資金提供されました。 2019年以降、CRTDはドレスデン工科大学とザクセン自由州から資金提供を受けています。
CRTDは、ドレスデン工科大学の分子細胞生物工学センター(CMCB)の中央科学施設の3つの研究所の1つです。
ウェブ: www.tu-dresden.de/cmcb/crtd
ウェブ: http://www.tu-dresden.de/cmcb

資力:
オラフ・バーグマン博士のグループのウェブサイト:https://tud.link/ad38
フル解像度の写真:https://tud.link/gycm


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