Nie jest tajemnicą, że nasze talii często rozszerzają się w średnim wieku, ale problem nie jest ściśle kosmetyczny. Tłuszcz z brzucha przyspiesza starzenie się i spowalnia metabolizm, zwiększając nasze ryzyko rozwoju cukrzycy, problemów z sercem i innymi chorobami przewlekłymi. Jednak dokładnie, jak wiek przekształca sześciopak w bardziej miękki żołądek, jest jednak mroczny.
Obecnie badania przedkliniczne przeprowadzone przez City of Hope®, jedną z największych i najbardziej zaawansowanych organizacji badań nad rakiem i leczeniem w Stanach Zjednoczonych oraz wiodącego centrum badawczego ds. Cukrzycy i innych zagrażających życiu chorób, odkryły winowajcę stojącą za związanym z wiekiem tłuszczu brzusznego, zapewniając nowe spostrzeżenia o tym, dlaczego nasze średnie rozszerzyły się w średnim wieku. Opublikowane dzisiaj w Science, odkrycia sugerują nowy cel przyszłych terapii, aby zapobiec flabowi brzucha i przedłużenia naszego zdrowego życia.
„Ludzie często tracą mięśnie i zyskują tkankę tłuszczową w miarę starzenia się-nawet gdy ich masa ciała pozostaje taka sama”, powiedział, dr Quqiong (Annabel) Wang, autor respondujący badanie oraz instytut badań nad badaniami i hodowlą w mieście Hope's Riggs Dumycy i Metabolizm cukrzyca. „Odkryliśmy, że starzenie się wywołuje przybycie nowego rodzaju dorosłych komórek macierzystych i zwiększa masową produkcję nowych komórek tłuszczowych przez organizm, szczególnie wokół brzucha”.
We współpracy z autorem koordynującym laboratorium UCLA XIA Yang, naukowcy przeprowadzili serię mysich eksperymentów zatwierdzonych później na ludzkich komórkach. Wang i jej koledzy skupili się na białej tkance tłuszczowej (WAT), tkance tłuszczowej odpowiedzialnej za przyrost masy ciała związany z wiekiem.
Chociaż dobrze wiadomo, że komórki tłuszczowe rosną z wiekiem, naukowcy podejrzewali, że WAT rozszerzył się również o produkcję nowych komórek tłuszczowych, co oznacza, że może mieć nieograniczony potencjał do rozwoju.
Aby przetestować swoją hipotezę, naukowcy skupili się na komórkach progenitorowych adipocytów (APC), grupie komórek macierzystych w WAT, które ewoluują w komórki tłuszczowe.
Zespół City of Hope po raz pierwszy przeszczepił APC od młodych i starszych myszy do drugiej grupy młodych myszy. APC ze starszych zwierząt szybko generowały kolosalną ilość komórek tłuszczowych.
Kiedy zespół przeszczepił APC młodych myszy do starszych myszy, komórki macierzyste nie wytwarzały wielu nowych komórek tłuszczowych. Wyniki potwierdziły, że starsze APC są przygotowane do niezależnego wytwarzania nowych komórek tłuszczowych, niezależnie od wieku ich gospodarza.
Za pomocą sekwencjonowania RNA jednokomórkowego naukowcy porównali następnie aktywność genu APC u młodych i starszych myszy. Choć ledwo aktywnie u młodych myszy, APC obudził się z zemstą u myszy w średnim wieku i zaczęły pompować nowe komórki tłuszczowe.
„Podczas gdy większość dorosłych komórek macierzystych do rosnącego z wiekiem, w przeciwieństwie do APC-starzenie się odblokowuje moc komórek do ewolucji i rozprzestrzeniania się”, powiedział dr Adolfo Garcia-Ocana, Ruth B. & Robert K. Lanman. „Jest to pierwszy dowód na to, że nasze brzuchy rozszerzają się z wiekiem z powodu wysokiej wydajności APC nowych komórek tłuszczowych”.
Starzenie się również przekształciło APC w nowy rodzaj komórki macierzystej zwanych zaangażowanymi preadipocytami, specyficznymi dla wieku (CP-AS). Powstając w średnim wieku, komórki CP-A aktywnie wyrzucają nowe komórki tłuszczowe, wyjaśniając, dlaczego starsze myszy przybierają większą wagę.
Szlak sygnałowy zwany receptorem czynnika hamującego białaczkę (LIFR) okazał się kluczowy dla promowania tych komórek CP-A do pomnożenia i ewolucji w komórki tłuszczowe.
„Odkryliśmy, że proces wytwarzania tłuszczu organizmu jest napędzany przez LIFR. Podczas gdy młode myszy nie wymagają tego sygnału, aby wytwarzać grube, starsze myszy”-wyjaśnił Wang. „Nasze badania wskazują, że LIFR odgrywa kluczową rolę w wyzwalaniu CP-AS w tworzeniu nowych komórek tłuszczowych i rozszerzenia tłuszczu z brzucha u starszych myszy”.
Korzystając z sekwencjonowania RNA jednokomórkowego na próbkach od osób w różnym wieku, Wang i jej koledzy następnie badali APC z ludzkiej tkanki w laboratorium. Ponownie zespół zidentyfikował również podobne komórki CP-A, które miały zwiększoną liczbę w tkance ludzi w średnim wieku. Ich odkrycie pokazuje również, że CP-AS u ludzi ma dużą pojemność w tworzeniu nowych komórek tłuszczowych.
„Nasze ustalenia podkreślają znaczenie kontrolowania tworzenia nowych komórek tłuszczowych w celu zaradzenia otyłości związanej z wiekiem”-powiedział Wang. „Zrozumienie roli CP-AS w zaburzeniach metabolicznych i tego, jak komórki te pojawiają się podczas starzenia się, może prowadzić do nowych rozwiązań medycznych w celu zmniejszenia tłuszczu z brzucha oraz poprawy zdrowia i długowieczności”.
Przyszłe badania skoncentrują się na śledzeniu komórek CP-A w modelach zwierzęcych, obserwowaniu komórek CP-A u ludzi i opracowaniu nowych strategii, które eliminują lub blokują komórki, aby zapobiec przyrostowi tłuszczu związanego z wiekiem.
Pierwszymi autorami badania są dr Guan Wang City of Hope oraz Ph.D. UCLA's Gaoyan Li.