Liquidation de ressort de prolongation de la durée de vie utile

Magazine de prolongation de la durée de vie utile

LE Magazine en novembre 1999


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Vieillissement indiqué !

image LEF : Si vous voyez les changements énormes de l'expression du gène entre jeune et vieux, et si vous pourriez apporter ces modifications s'inverser par une certaine sorte d'intervention, alors devriez-vous compter voir de grandes améliorations, droite ?

LE RW : Seulement si les grands changements sont les plus importants. Nous ne connaissons pas cela. Je veux souligner qu'il y a une gamme entière, dis entre le changement de 1,2 fois et 2 fois en haut ou en bas, où il y a beaucoup de gènes, probablement un couple cent, qui sont influencés par le vieillissement. En termes de pour cent change en physiologie normale, celle est où la majeure partie de l'action est vraiment. Ainsi je pense que ce serait une erreur terrible pour que nous concentrent entièrement sur les grands changements.

TP : Droite. Ainsi les gènes qui changent beaucoup le servir de biomarkers très bons, mais pour obtenir la grande photo, une photo globale, nous ne nous limitons pas à ces gènes. Nous recherchons les choses qui sont assorties au vieillissement de manière significative, et nous les groupons dans les groupes fonctionnels, pour obtenir une vue vraiment globale. Nous ne nous concentrons pas simplement sur les gènes qui montrent les différences les plus élevées.

LE RW : Car nous avons évolué dans notre capacité d'analyser le montant considérable de données qui sont présentées devant nous, nous avons été plus attentifs, en fait est qui ce que je fais aujourd'hui, aux gènes qui changent entre 1,2 - et 1,7 fois, l'un ou l'autre en haut ou en bas, parce qu'il fournit des informations très importantes. Tandis que nous nous étions assis ici, j'ai juste découvert, par exemple, que le niveau d'ADN messagère pour un gène appelé [censuré] descend de 30% avec la restriction calorique, et ce sont les données très de haute qualité. Quand nous voyons 30-40% changements, nous sommes très rigoureux au sujet des signaux.

LEF : En d'autres termes, qui est un changement très certain.

LE RW : Très certain. Et ainsi je découvre au sujet du gène, et je trouve que (lecture de son moniteur d'ordinateur car l'information entre) c'est une protéine récepteur-associée de facteur de nécrose tumorale, et cela qu'il a impliqué dans la signalisation de cellules de B, et alors je découvre en bas ici de celui elle active le kappa B. de N-F. Ainsi, il y a un autre ! C'est ce qui obtenons toute la journée nous.

LEF : C'est une grande manière d'aller bien à un biologiste complet n'est-ce pas?

LE RW : Il est.

TP : Cette technique fait on penser au vieillissement en termes de voies et comment ils se relient entre eux par opposition à se concentrer sur une molécule, une hypothèse.

LEF : Comment nous appliquons-nous cette sorte de technologie aux gens ?

LE RW : Il y a une puce humaine disponible. Nous sommes sur le point de s'embarquer sur une étude de muscle squelettique des singes rhésus variant dans l'âge et également dans l'apport calorique. Nous regarderons les effets de la restriction calorique sur le profil d'expression des lateralis vastus (un groupe important de muscle dans la cuisse). Techniquement, il y aura le souci concernant la puce humaine ne fonctionnant pas pour le singe rhésus, qui est « seulement » 95-97% génétiquement semblable aux humains. Nous pensons, cependant, qui ne seront pas probablement un problème, au moins pour plusieurs des gènes qui peuvent être les plus importants, et ceux sont les genres antiques et et semblable fortement conservés de molécules, telles que les facteurs de choc de la chaleur, qui ont émergé en tant qu'étant très importants. Nous rassemblons des biopsies de muscle maintenant et devrions avoir ces données en environ trois mois si tout va bien.

LEF : le vHow grand fait une biopsie doivent devoir être analysés ?

LE RW : Nous avons besoin de mg environ 100 de tissu.

LEF : Les personnes différentes ont différents gènes. Pouvez-vous déterminer quels gènes sont les gènes droits ? Par exemple, pouvez-vous comparer une souris normale au leucopus de Peromyscus (un type extrêmement longévital de souris) et découvrir quels gènes sont associés à la plus longue vie ?

TP : Les expériences que nous faisons n'adressent pas réellement des différences dans les gènes parmi des êtres humains parce que la puce d'ADN ne permet pas ceci. Il te donne juste le niveau de l'expression de différents gènes.

LEF : En d'autres termes, vous dites que vous ne pouvez pas varier les gènes. Ils te donnent simplement un choix.

LE RW : Vous pourriez avoir un circuit intégré à un certain point.

LEF : Ainsi, disons que j'ai voulu apprendre quelque chose au sujet de mon propre processus vieillissant. J'entre dans une clinique, j'ai mon sang dessiné, et j'obtiens un modèle de ce que mes gènes font.

LE RW : Nous n'avons effectué aucun travail pourtant sur le sang, et c'est évidemment quelque chose qui est sur la liste de choses qui doit être faite, et nous anticipons commencer cela tout à fait bientôt. Mais nous n'avons aucune information sur la quantité de sang que nous devrions employer pour des analyses actuellement. Ainsi si nous devions analyser quelqu'un âge biologique maintenant, tout que nous savons est environ jusqu'ici muscle squelettique. Nous étudions le cerveau maintenant, mais ce n'est probablement pas un grand site pour obtenir une biopsie.

LEF : Que diriez-vous de la peau ? Avez-vous des plans pour regarder la peau ? Pensez-vous la peau seriez-vous un tissu valide ?

TP : Nous ne l'avons pas regardé. En ce moment nous nous concentrons sur les tissus postmitotic. Nous voulons étudier des lymphocytes et par la suite des tissus réplicatifs, mais en ce moment nous nous concentrons juste sur les tissus postmitotic parce que nous pensons que c'est où la majeure partie des dommages est avec le vieillissement.

LE RW : Mon laboratoire s'est concentré spécifiquement sur le muscle squelettique pour une grande partie des quatre ou cinq dernières années, pour plusieurs raisons. On est que les tissus postmitotic tels que le cerveau, le muscle squelettique et les tissus cardiaques partagent les caractéristiques d'employer des montants élevés de l'oxygène pour leur production de triphosphate d'adénosine, et il est clair que ce soient les cibles importantes dans le vieillissement. Alzheimer et maladie de Parkinson sont liés à l'effort oxydant et endommagent, et la perte cardiaque de myocyte peut bien être aussi. Il y a travail en cours ici à Madison par Judd Aiken et Jon Wanagat, regardant l'hypothèse dans le cadre du dysfonctionnement mitochondrique au coeur vieillissant de rat, et avec le sarcopenia (la perte de la masse de muscle squelettique avec le vieillissement). C'est une caractéristique très fiable de vieillesse avancée et d'un composant important de faiblesse physique. Ainsi nous avons regardé ceci tout à fait un peu dans le muscle squelettique des souris et des rats et chez les singes du point de vue d'examiner l'importance de l'effort oxydant d'origine mitochondrique en causant le sarcopenia, de sorte que nous ait menés regarder au commencement le muscle squelettique dans notre rapport actuel.

LEF : Ainsi, que pouvez-vous maintenant dire au sujet de la façon dont les biomarkers qui se rapportent à l'effort et au changement oxydants de production énergétique avec l'âge ?

TP : Résultats vieillissants dans une spectaculaire progression dans l'activité des gènes qui doivent faire avec des réponses d'effort, et qui inclut l'effort et également les réponses oxydants qui doivent faire avec des dommages d'ADN.

LE RW : Oui, avec le vieillissement de muscle squelettique, il y a des signes d'une réponse générale d'effort. En effet, c'est l'un des résultats principaux de ce rapport, et une partie de cet effort peut clairement être marquée en tant qu'effort oxydant. Notre conclusion de commandant était que des réponses d'effort liées aux dommages de protéine ont été induites. En outre, il y a des signes de dysfonctionnement mitochondrique et d'autres problèmes dans le métabolisme énergétique suggéré par le gène profilent que nous avons vu avec le vieillissement, et des signes que tous les changements ci-dessus aient été tout à fait fortement atténués par la restriction calorique.

LEF : Pouvez-vous prendre des changements d'activité de gène mitochondrique avec cette méthode ? Si oui, qu'avez-vous vu ? Est-ce que transcriptions mitochondriques de gène lâchent ou changent, ou sont-elles rester en grande partie les mêmes ?

LE RW : Nous pouvons détecter la majorité de gènes mitochondrially relatifs (celle qui sont codées au noyau). L'activité de ces gènes diminue avec l'âge.

LEF : C'est une observation vraiment importante. Cependant, le microarray d'ADN permet seulement à vous de détecter la production d'ADN messagère, et pas à la production de protéine directement, et il y a des exemples dans la biologie dans laquelle la production d'ADN messagère et la production de protéine ne sont pas attachées ensemble bien. Dans quelle mesure faites vous pensent ce problème complique vos résultats ou leur interprétation ?

TP : Certains des changements des niveaux d'ADN messagère peuvent ne pas mener à une augmentation ou à une diminution des niveaux de protéine. Mais ces changements représentent probablement une petite part de tous les changements observés. Nos conclusions sont basées sur une vue globale.

LEF : Vous avez comparé les animaux de cinq mois à 30 mois-vieux animaux. Une souris de cinq mois est-elle assez vieille à comparer correctement à une vieille souris ?

TP : Oui, un critique a été préoccupé par la possibilité que nous essayions de comparer les souris non mûres à de vieilles souris. Mais nous avons argué du fait avec succès au rédacteur qu'une souris de cinq mois est entièrement mûre, et donc que les changements que nous voyons sont vieillissement le plus susceptible connexe et pas quelque chose de faire avec la maturation. Les souris deviennent sexuellement mûres par huit semaines. N'importe qui qui a gardé des souris autour sait qu'une souris de cinq mois est mûre.

LEF : Combien d'animaux seraient morts à 30 mois ?

LE RW : Environ 75% de souris normalement alimentées. Mais je n'emploie pas ad libitum l'alimentation pour mon groupe témoin. J'ai décidé il y a bien longtemps de commander la prise de calorie de mes contrôles pour augmenter nos possibilités d'étudier de vieux contrôles sains. La réduction de pour cent des calories dans ces contrôles, comparés à ce qu'ils normalement mangeraient, sont environ 10% ou n'importe quoi de pareil.

TP : Normalement, les 30 mois-vieilles souris qui avaient fondamentalement mangé autant qu'elles veulent sont nos animaux témoins très obèses, mais sont réellement maigres.

LE RW : Et mobile.

TP : Ainsi ils représentent les souris âgées saines. Les données suggèrent clairement que même une quantité limitée de restriction calorique puisse exercer un effet principal sur le vieillissement, au moins pour le muscle.

LEF : Mais vous dites qu'en termes de dommages oxydants et ainsi de suite, la mise de eux sur une restriction légèrement plus grave de calorie (réduction de 26% des calories) a considérablement atténué les changements des biomarkers que vous avez normalement vus dans vos contrôles sains ?

LE RW : Droite. Veuillez se rendre compte que nous ne mesurons pas des points distaux peut-être plus instructifs d'extrémité comme des niveaux des carbonyles de protéine et des peroxydes de lipide, mais nous regardons vraiment des gènes tels que les enzymes antioxydantes que nous pensons serions induits par la présence des espèces réactives de l'oxygène et semblable. De sorte que soit la nature de nos mesures liées à oxydant soumettez à une contrainte et endommagez. C'est un profil différent entier que quelles personnes sont habituées à la pensée environ.

LEF : Pensons environ non seulement, laissez nous dire, la compétence faire l'énergie et des dommages oxydants en soi mais également la réparation des dommages. Je crois que votre étude a montré les changements intéressants des niveaux des systèmes de réparation pour différents genres de dommages et pour des dommages d'ADN en particulier.

TP : Ce que l'étude suggère est celui avec vieillir là est plus de dommages à l'ADN parce que nous avons observé l'induction d'un gène appelé le gadd45, qui est induit par de divers types de dommages à l'ADN. Il est intéressant que la restriction calorique, qui la pensée de certains pourrait agir en induisant la réparation d'ADN, ait réellement comme conséquence un niveau plus bas des enzymes de réparation d'ADN. Nous pensons que la raison est parce que les enzymes sont faites en réponse aux dommages d'ADN. Les souris restreintes ont apparemment des dommages endogènes inférieurs d'ADN, ainsi elles n'ont pas besoin de synthétiser des enzymes de réparation autant que les contrôles font.

LEF : Les gènes que vous pouvez examiner pour sont les gènes la société met dessus la puce. Est-il vrai que les fonctions de ces gènes soient connues, ou y a il beaucoup de changements que vous avez observé que vous ne comprenez pas encore parce que vous ne savez pas ce qu'est la fonction du gène ?

LE RW : Quand nous obtenons un gène, nous allons à GenBank (voir le glossaire - Ed.) avec lui. Maintenant, certains des gènes sont ce qui s'appellent les « homologues, » signification que le gène a une certaine similitude à quelque chose qui est dans le GenBank, mais il n'est pas le précis le même gène comme ce qui a été décrit avant. D'autres gènes que nous trouvons sont le vrai McCoy (comme on dit). Pour les homologues nous devons déterminer à quel point ils semblables sont les gènes connus, et à quels gènes connus ils sont vraiment homologues. Il n'est souvent pas ce qui est énoncé sur l'information fournie par le fabricant de puces.

TP :Redressez, parce que l'information fournie à nous se rapporte à la date où la puce a été faite. Tellement maintenant de nouveaux gènes ont été découverts, et certains des gènes qui étaient précédemment inconnus assortissent maintenant clairement un gène connu dans la base de données ainsi de nous doivent rechercher tous les gènes sur lesquels nous voulons obtenir l'information.

LE RW : Et puis après que nous ayons une idée de ce qu'est le gène ou de ce qu'est son homologue étroit, puis nous devons aller à Medline pour nous renseigner sur la recherche qui a été faite sur chacune de ces derniers ainsi nous comprenons ce qu'il fait. Alors nous assignons une classe fonctionnelle comme par exemple le métabolisme énergétique de réponse ou d'effort. Ainsi c'est vraiment un processus très passionnant de la découverte pour apprendre ce qu'est le gène et ce qu'il fait.

LEF : C'est également beaucoup de travail. Cela ressemble à des gènes qui sont mis sur la puce sont plus ou moins aléatoires dans une certaine mesure, ou vous n'obtenez pas une carte de route de ce que représente chacun de ces six mille points, quand vous obtenez la puce.

TP : La puce d'ADN que nous avons employée a la plupart des gènes connus dans la souris et qui inclut les la plupart ou presque tous les gènes de réparation d'ADN, les gènes antioxydants, gènes métaboliques, gènes de réponse au choc thermique. . .

LE RW : Les beaucoup de les voies d'ubiquitin (chiffre d'affaires de protéine), aussi. Et les facteurs pour la synthèse de protéine sont bien représentés.

TP : Ainsi il fournit beaucoup de représentants de chaque classe de gène.

LE RW : La voie glytolytique (qui est responsable de décomposer le sucre de sang pour extraire l'énergie à partir de lui), par exemple : nous voyons un -règlement de glycolyse dans le muscle squelettique, et nous voyons que pour les quatre ou les cinq des enzymes glytolytiques qui apparaissent, l'ADN messagère change juste le groupe au même changement de pli.

LEF : En d'autres termes, ils sont tous qui sont changés en même degré par le vieillissement ou la restriction de calorie. Très intéressant. Vous avez mentionné des changements de la synthèse de protéine. Pouvez-vous présenter plus loin ses observations sur cela ? George Webster a eu une observation intéressante au sujet des changements de vieillissement de la synthèse de protéine commandé par le facteur 1. d'élongation. Qu'avez-vous trouvé au sujet des protéines qui peuvent commander le taux de synthèse de protéine et peut-être le taux de chiffre d'affaires des molécules dans le corps ?

TP : Dans le muscle, nous avons confirmé une diminution du facteur 1 d'élongation et nous avons observé que là semblé être une baisse aux niveaux d'expression des gènes qui doivent faire avec le métabolisme des protéines, y compris le chiffre d'affaires de protéine. Cette baisse dans la synthèse et le chiffre d'affaires de protéine se produit à un moment où il s'avère que misfolded ou les protéines endommagées s'accumulent. Ainsi ce n'est vraiment pas une bonne combinaison.

LEF : Ce peut être une combinaison de cause et l'effet, réellement.

TP : Droite. Chez les souris calorique restreintes, nous avons vu qui est non seulement le niveau des protéines endommagées apparent bas, comme indiqué par la baisse dans l'expression des gènes qui sont impliqués dans refolding les protéines endommagées, mais les machines de chiffre d'affaires de protéine semblent être activées, ainsi elles semblent comme une combinaison très bonne. La voie proteosome d'ubiquitin du chiffre d'affaires de protéine est activée dans le muscle par la restriction calorique, tandis que, normalement dans le vieillissement elle semble descendre.

LEF : Que s'avère justement chaperonner des niveaux ? (Note : les chaperons sont des protéines que « chaperonnez » la manière que les protéines plient quand elles sont faites ou quand elles sont endommagées par les agents qui changent leur forme. - Ed.)

TP : Les chaperons sont réellement le composant principal de la réponse d'effort que nous voyons. They'reinduced avec le vieillissement, et eux sont vers le bas assortis à la restriction calorique. Il est bien connu que ces chaperons, y compris les protéines de choc de la chaleur, soient incités (augmenté) par des dommages oxydants et par les protéines endommagées.

LEF : Hubel et Wiesel ont gagné le prix Nobel en traçant comment le système visuel fonctionne dans le cerveau sur beaucoup d'années. Aujourd'hui, il y a des techniques pour regarder le cerveau qui peut visualiser la même chose en moins de cinq minutes. De mode similaire, ce que vous avez juste observé confirme par exemple une partie du travail très soigneux que le groupe de Steve Spindler a fait à l'Université de Californie à la rive, suivre des méthodes plus traditionnelles pour regarder les mécanismes du vieillissement et de l'effet de restriction de calorie. Vous des types obtenez ceci pour gratuit essentiellement, en tant qu'une part du tableau général. Il semble être une bonne illustration de la puissance incroyable de cette technique.

LE RW : J'approuverais votre déclaration. La technique valide les secteurs qui sont dignes de la poursuite focalisée.

LEF : Une caractéristique intéressante au sujet de la restriction de calorie et toutes les interventions à vieillir cela existent est jusqu'ici qu'après que vous les appliquiez les animaux font bien mieux, et alors après un certain temps plus long ils meurent de toute façon. Quels marqueurs changent avec le vieillissement mais ne sont pas affectés par la restriction de calorie ? Peut-être ceux-ci reflètent ce qui tue les animaux calorique restreints à la fin.

TP : Nous avons trouvé que cela environ 30% des changements qui se produisent avec le vieillissement n'ont pas été empêchés par la restriction calorique. Maintenant il y a deux possibilités ici. On est que ces changements représentent réellement le vieillissement chronologique par opposition au vieillissement biologique, signification qu'ils ne sont pas vraiment des biomarkers d'âge biologique. L'autre possibilité est qu'ils en fait sont des biomarkers du vieillissement qui ne sont pas affectés par la restriction calorique et pourraient être liés au fait que les animaux meurent en dépit d'être sur la restriction calorique.

LEF : Quel serait un exemple d'un biomarker vieillissant chronologique ?

TP : Vous voulez dire de cet ensemble de données ?

LEF : Oui.

TP : Bien, un marqueur que nous avons observé pour être induit par le vieillissement était quelque chose amyloïde appelée de sérum. Maintenant l'amyloïde de sérum est un gène qui est connu pour être induit dans un certain nombre d'états pathologiques, et on le sait également que les dépôts amyloïdes forment dans plusieurs tissus des souris et également chez l'homme en fonction du vieillissement. C'est un secteur très mal étudié, mais réellement il y a beaucoup de preuves pour suggérer qu'il y ait des dépôts amyloïdes étant dessus assortis au vieillissement. Ce changement d'expression du gène n'a pas été affecté par la restriction calorique mais nous ne comprenons pas pourquoi.

LE RW : En fait, quand nous avons obtenu faits écrivant ce manuscrit pour la Science, nous sommes venus à la conclusion qu'il y avait beaucoup plus de questions que nous pourrions aborder avec cet ensemble de données.

TP : Nous pourrions écrire 10 papiers sur ces données. En fait, nous pensons à écrire un article décrivant juste les niveaux relatifs des différentes enzymes antioxydantes, parce que pour la première fois dans une expérience, nous les avons mesurées toutes, et nous avons quelques découvertes importantes et étonnantes au sujet de l'abondance de différentes enzymes antioxydantes.

LE RW : Ou au moins au sujet de l'abondance du messager RNAs pour ces enzymes. Mais je devrais revisiter les données pour les détails.

LEF :Je devine qu'il y a trop dans le trésor à réfléchir sur chaque pièce de monnaie en ce moment.

LE RW : N'importe quoi de pareil.

LEF : Classiquement, la plupart des changements qui interviennent avec le vieillissement sont relativement petits mais de temps en temps vous voyez des exemples des changements vraiment énormes. L'exemple classique pour moi était l'histoire de récepteur d'hormone, dans laquelle vous pouvez voir une réduction de 70% de la population de certains genres de récepteurs d'hormone dans des membranes cellulaires. Les récepteurs d'hormone parmi les biomarkers que vous avez vu le changement avec l'âge ou sont-ils avec la restriction de calorie ?

TP : La restriction de calorie dans le muscle a eu comme conséquence un abaissement du récepteur ADN messagère d'hormone thyroïdienne. Une explication pour celle est que les animaux réduisent leur taux métabolique en réponse à un manque de nourriture.

LEF : Où voyez-vous cette technologie aller à l'avenir ?

TP : Je pense que la plus grande promesse de la technologie est de pouvoir examiner le vieillissement à un niveau tissu-spécifique dans relativement un délai de courte durée. La technologie permettra le criblage relativement rapide des drogues, des composés nutritionnels, ou même des interventions génétiques pour le vieillissement.

LE RW : En plus d'accélérer si tout va bien le pas de la découverte de drogue pour retarder le vieillissement et pour le développement d'autres interventions, je pense qu'il nous permettra d'avoir une compréhension plus claire des causes premières du vieillissement, qui agiront l'un sur l'autre alors franchement avec ce autre composant de découverte de drogue de sorte que nous puissions plus brusquement viser nos interventions. Ceci s'appliquerait aux interventions génétiques telles que les coups de grâce ou les animaux transgéniques qui ont les gènes du choix aussi bien qu'à métabolique, nutritionnel, hormonal et d'autres types d'interventions. Ainsi les deux devraient synergiser d'une manière gentille.

LEF : Merci les deux infiniment de vos analyses sur ce nouveau pas en avant dramatique.