南カリフォルニア大学にあるUSC Viterbi School of Engineeringの新研究は、老化プロセスがどのように機能するか理解するための鍵となるかもしれない。 研究結果は高齢の人の健康を大幅に改善することができるより良い癌治療と革命的な新薬への道を開くポテンシャルを秘めている。化学工学および材料科学の助教授であるNick Graham博士のチーム、生物科学と生物医学工学の教授であるScott Fraser博士、そしてZohrab A. Kaprielianの工学博士であるPin Wang博士は、２０１９年５月２８日にJournal of Biological Chemistryに「ヌクレオチド合成の阻害はヒト乳腺上皮細胞の複製老化を促進する（Inhibition of Nucleotide Synthesis Promotes Replicative Senescence of Human Mammary Epithelial Cells.）」と題された論文を発表した。
「若返りの泉を飲むためには、若返りの泉がどこにあるのかを理解し、若返りの泉が何をしているのか理解しなければならない」とGraham博士は述べた。 「我々は反対のこと、つまり細胞が老化する理由を研究しているので、老化を改善するための治療法を設計することができるかもしれない。」
これを達成するために、Graham研究室の大学院生であるAlireza Delfarah氏は、老化、つまり細胞が恒久的に新しい細胞を作り出すのをやめる自然の過程に注目した。 このプロセスは、加齢による関節炎、骨粗鬆症、心臓病などの病気の主な原因の1つだ。
「老化細胞は、自己再生や分裂の可能性が無限にある幹細胞とは実質的に反対の細胞だ。」とDelfarah氏は述べた。 「老化細胞は二度と分裂することはあり得ない。それは不可逆的な細胞周期停止状態である。」
研究チームは、老化した老化細胞がDNAの構成要素であるヌクレオチドの生産を停止することを発見した。 研究者が若い細胞を取り、それらにヌクレオチドの生産をやめさせると、細胞は老化した。
「これはヌクレオチドの生産が細胞を若く保つために不可欠であることを意味している。」とDelfarah氏は言った。 「細胞がヌクレオチド合成を失うのを防ぐことができれば、細胞の老化が遅くなる可能性があることを意味している。」
Graham博士のチームは、細胞によって消費される栄養素が異なる生化学的経路にどのように処理されるかを追跡するために、強く増殖している若い細胞を調べ、安定同位体炭素で標識された分子をそれらに供給した。
Fraser博士と彼の研究室は研究チームと協力して結果の3D画像を作成した。 この画像から予想外にも、老化細胞には2つの核があり、DNAを合成しないことが明らかになった。
これまで、老化は主に線維芽細胞として知られる細胞、動物の結合組織を構成する最も一般的な細胞で研究されてきた。 Graham博士のチームはその代わりに、上皮細胞、臓器の表面を覆う細胞や体の構造、そしてほとんどの癌が発生する細胞の種類にどのように老化が起こるか焦点を当てている。
Graham博士によると、老化は癌に対する身体の防護壁として最も広く知られているという。細胞が癌になる危険性がある損傷を受けると、老化して増殖が止まるため、癌は広がらない。
「時々、老化を両刃の刀として、老化が癌から守ってくれるという話をする人がいるが、それは良いことだ。」とGraham博士は述べた。 「しかし、老化はまた糖尿病、心機能不全またはアテローム性動脈硬化症、そして一般的な組織機能不全を促進する。」と彼は語った。
Graham博士は、ゴールは老化を完全に防ぐことではないと述べた。なぜならそれは癌細胞を解き放つかもしれないからである。
「しかし、その一方で、老化細胞を取り除き、健康的な老化とより良い機能を促進する方法を見つけたい」と彼は語った。
Graham博士は、このチームの研究には、老化細胞の新興分野である老化細胞を排除する薬の開発が含まれると述べた。 ヒト臨床試験はまだ初期段階にあると言うが、しかし、マウスでの研究は老化細胞を排除することによって、より生産的な寿命で、より良い年をとることを示した。
「老化し機能が低下しているマウスから老化細胞を除去するために老化防止薬で治療すれば若返らせることができる。いずれにしても、若返りの泉はこれらの老化防止薬だ。」とGraham博士は述べた。
彼は、成功した老化防止薬を設計するためには、老化細胞に特有のものを特定し、それによって薬が正常な非老化細胞に影響を及ぼさないようにすることが重要だと付け加えた。
「そこで我々は、老化細胞の代謝を研究し、老化細胞がどのようにしてユニークであるかを探ろうとしている。そうすれば、これらの代謝経路を中心とした標的治療薬を設計できるだろう。」とGraham博士は述べた。
BioQuick News:Scientists Find New Cause of Cellular Aging--Cells Stop Making Nucleotides--Findings May Have Major Implications for Cancer and Age-Related Conditions
