Старение связано со сложными поворотами сюжета и большим набором действующих лиц: воспалением, стрессом, изменением обмена веществ и многими другими. Теперь группа ученых из Института Солка и Калифорнийского университета в Сан-Диего выявила еще один фактор, участвующий в процессе старения, — класс липидов, называемых SGDG (3-сульфогалактозилдиацилглицерины), содержание которых в мозге снижается с возрастом и может оказывать противовоспалительное действие.
Исследование, опубликованное в Природа Химическая Биология 20 октября 2022 г. помогает раскрыть молекулярную основу старения мозга, раскрывает новые механизмы, лежащие в основе возрастных неврологических заболеваний, и предлагает будущие возможности для терапевтического вмешательства.
«Эти SGDG явно играют важную роль в старении, и это открытие открывает возможность того, что существуют другие важные пути старения, которые мы упускаем из виду», — говорит соавтор. Алан Сагателян, профессор лаборатории биологии пептидов Фонда Клейтона Солка и заведующий кафедрой доктора Фредерика Полсена. «Это довольно явный случай того, что следует изучить в будущем».
SGDG представляют собой класс липидов, также называемых жирами. Липиды способствуют структуре, развитию и функционированию здорового мозга, в то время как плохо регулируемые липиды связаны со старением и болезнями мозга. Однако липиды, в отличие от генов и белков, изучены недостаточно, и их часто упускают из виду в исследованиях старения. Сагателян специализируется на открытии новых липидов и определении их структуры.
Его лаборатория в сотрудничестве с профессором Дионисио Сигелем из Калифорнийского университета в Сан-Диего сделала три открытия, связанные с SGDG: уровень липидов в головном мозге у старых мышей сильно отличается от уровня липидов у молодых мышей; все члены семейства SGDG и связанные с ними липиды значительно изменяются с возрастом; и SGDG могут регулироваться процессами, которые, как известно, регулируют старение.
Чтобы достичь этих результатов, команда применила необычный исследовательский подход, объединивший крупномасштабное исследование липидов (липидомика) со структурной химией и расширенным анализом данных. Сначала они получили липидные профили мозга мышей в возрасте пяти лет, от одного до 18 месяцев, с помощью жидкостной хроматографии-масс-спектрометрии. Технологические достижения в этом приборе значительно расширили количество точек данных, доступных ученым, а расширенный анализ данных позволил им определить возрастные закономерности в огромных профилях липидов. Затем команда сконструировала молекулы SGDG и проверила их на биологическую активность.
«SGDG были впервые идентифицированы в 1970-х годах, но последующих исследований было мало. Эти липиды были по существу забыты и отсутствовали в базах данных липидов. Никто не знал, что SGDG будут изменяться или регулироваться при старении, не говоря уже о том, что они обладают биологической активностью и, возможно, могут быть терапевтическими мишенями», — говорит первый автор Дэн Тан, научный сотрудник лаборатории Сагателяна в Солке.
Анализ показал, что SGDG обладают противовоспалительными свойствами, которые могут иметь значение для нейродегенеративных расстройств и других неврологических состояний, связанных с усилением воспаления в головном мозге.
Команда также обнаружила, что SGDG существуют в мозге человека и приматов, предполагая, что SGDG могут играть важную роль не только у мышей, но и у животных. Потребуются дальнейшие исследования, чтобы показать, способствуют ли SGDG нейровоспалению человека.
В будущем команда изучит, как SGDG регулируются при старении и какие белки отвечают за их создание и разрушение, что может открыть дверь для открытия новой генетической активности, связанной со старением.
«Благодаря пониманию структуры SGDG и нашей способности создавать их в лаборатории исследование этих важных липидов теперь широко открыто и созрело для открытий», — говорит Сигел, соавтор исследования.
Ссылка: Тан Д., Кондури С., Эрикчи Эртунк М. и др. Класс противовоспалительных липидов уменьшается с возрастом в центральной нервной системе. Нат Хим Биол. 2022:1-11. дои: 10.1038/с41589-022-01165-6
Эта статья была переиздана со следующего материалы. Примечание: материал мог быть отредактирован по длине и содержанию. За дополнительной информацией обращайтесь к указанному источнику.
