Vendita eccellente dell'analisi del sangue del prolungamento della vita

Rivista del prolungamento della vita

LE Magazine novembre 1999


immagine
 


 

 

Invecchiamento rivelatore!

immagine LEF: Se vedete i cambiamenti enormi nell'espressione genica fra giovane e vecchio e se poteste fare questi cambiamenti invertire da una certa specie di intervento, quindi dovreste pensare vedere i grandi miglioramenti, radrizzate?

Il RW: Soltanto se i grandi cambiamenti sono più importanti quei. Non conosciamo quello. Voglio sottolineare che ci sia un'intera gamma, dico fra un cambiamento volte di 2 e di 1,2 volte verso l'alto o verso il basso, dove ci sono molti geni, probabilmente una coppia cento, che è influenzata invecchiando. In termini di percentuali cambia in fisiologia normale, quella è dove la maggior parte dell'azione realmente è. Così penso che sia stato un errore terribile affinchè noi metta a fuoco interamente sui grandi cambiamenti.

TP: Destra. Così i geni che cambiano molto il servire come biomarcatori molto buoni, ma ottenere la grande immagine, un'immagine globale, non ci limitiamo a quei geni. Cerchiamo le cose che vanno su con invecchiare significativamente e le ragruppiamo nei gruppi funzionali, per ottenere una vista realmente globale. Non mettiamo a fuoco semplicemente sui geni che evidenziano le più alte differenze.

Il RW: Poichè ci siamo evoluti nella nostra capacità di analizzare il gran quantità dei dati che sono presentati davanti noi, siamo stati più attenti, in effetti che è che cosa sto facendo oggi, ai geni che stanno cambiando fra 1,2 - e 1,7 volta, l'uno o l'altro verso l'alto o verso il basso, perché sta fornendo molto le informazioni importanti. Mentre stiamo sedendo qui, ho scoperto appena, per esempio, che il livello del mRNA per un gene chiamato [censurato] va giù da 30% con la restrizione calorica e questi sono molto dati di alta qualità. Quando vediamo 30-40% cambiamenti, siamo molto rigorosi circa i segnali.

LEF: Cioè che è cambiamento molto certo.

Il RW: Molto sicuro. E così scopro circa il gene e trovo che fuori (lettura dal suo monitor del computer poichè le informazioni entrano) è una proteina ricevitore-collegata di fattore di necrosi tumorale e quello ha compreso nella segnalazione del linfocita B e poi scopro giù qui quello attiva la kappa B. di N-F. Così, c'è altro! Ciò è che cosa otteniamo tutto il giorno.

LEF: È un grande modo stare bene ad un biologo completo non è?

Il RW: È.

TP: Questa tecnica fa uno pensare ad invecchiamento in termini di vie e come si collegano l'un l'altro rispetto a messa a fuoco su una molecola, un'ipotesi.

LEF: Come applichiamo questa specie della tecnologia alla gente?

Il RW: C'è un chip umano disponibile. Ci accingiamo a intraprendiamo uno studio del muscolo scheletrico dai resi che variano nell'età ed anche nell'apporto calorico. Esamineremo gli effetti della restrizione calorica sul profilo di espressione dei lateralis vastus (un gruppo importante del muscolo nella coscia). Tecnicamente, ci sarà la preoccupazione circa il chip umano che non lavora per il reso, che è “soltanto„ 95-97% geneticamente simile agli esseri umani. Pensiamo, tuttavia, che probabilmente non saranno un problema, almeno per molti dei geni che possono essere più importanti e quelli sono i generi antichi e e simili altamente conservati di molecole, quali i fattori del colpo di calore, che sono emerso come essendo molto importanti. Ora stiamo raccogliendo le biopsie del muscolo e dovremmo avere quei dati in circa tre mesi se tutto va bene.

LEF: il vHow grande fa una biopsia deve dovere essere analizzato?

Il RW: Abbiamo bisogno di circa 100 mg di tessuto.

LEF: La gente differente ha geni differenti. Potete determinare che geni sono i geni giusti? Per esempio, potete confrontare un topo normale al leucopus del Peromyscus (un tipo estremamente longevo di topo) e scoprire che geni sono associati con vita più lunga?

TP: Gli esperimenti che stiamo facendo realmente non indirizzano le differenze in geni fra gli esseri umani perché il chip del DNA non permette questo. Appena vi dà il livello di espressione dei geni differenti.

LEF: Cioè state dicendo che non potete variare i geni. Semplicemente vi danno una scelta.

Il RW: Potreste avere un chip su ordinazione ad un certo punto.

LEF: Così, diciamo che ho voluto imparare qualcosa circa il mio proprio processo di invecchiamento. Entro in clinica, faccio il mio cavare sangue ed ottengo un modello di cui i miei geni stanno facendo.

Il RW: Non abbiamo fatto lavoro ancora su sangue e quello è ovviamente qualcosa che sia sulla lista delle cose che deve essere fatta e prevediamo iniziare quello abbastanza presto. Ma non abbiamo informazioni sulla quantità di sangue che dovremmo usare per le analisi attualmente. Così se dovessimo ora analizzare qualcuno l'età biologica, tutto che sappiamo circa finora è muscolo scheletrico. Ora stiamo studiando il cervello, ma quello non è probabilmente un grande sito per ottenere una biopsia.

LEF: Come circa pelle? Avete piani per esaminare la pelle? Pensate la pelle sareste un tessuto valido?

TP: Non lo abbiamo esaminato. Ora stiamo mettendo a fuoco sui tessuti postmitotic. Vogliamo studiare i linfociti e finalmente i tessuti ripetitivi, ma ora stiamo mettendo a fuoco appena sui tessuti postmitotic perché pensiamo che quello sia dove la maggior parte del danno è con invecchiamento.

Il RW: Il mio laboratorio ha messo a fuoco specificamente sul muscolo scheletrico per gran parte dei quattro o cinque anni ultimi, per parecchie ragioni. Uno è che i tessuti postmitotic quali il cervello, il muscolo scheletrico ed i tessuti cardiaci dividono le caratteristiche di usando le quantità elevate di ossigeno per la loro produzione di ATP ed è chiaro che questi sono obiettivi importanti nell'invecchiamento. Alzheimer e la malattia del Parkinson sono collegati allo sforzo ossidativo e danneggiano e la perdita cardiaca del miocita può bene essere anche. C'è lavoro in corso qui a Madison da Judd Aiken e da Jon Wanagat, esaminanti l'ipotesi nel contesto della disfunzione mitocondriale nel cuore del ratto di invecchiamento e con il sarcopenia (la perdita di massa del muscolo scheletrico con invecchiamento). È una caratteristica molto credibile della vecchiaia avanzata e di una componente importante della debolezza fisica. Così abbiamo esaminato questo abbastanza un pezzo in muscolo scheletrico dai topi e dai ratti e nelle scimmie dal punto di vista di verificare l'importanza dello sforzo ossidativo dell'origine mitocondriale nel causare il sarcopenia, di modo che ci ha condotti inizialmente ad esaminare il muscolo scheletrico nel nostro rapporto corrente.

LEF: Così, che cosa potete ora dire circa come biomarcatori che si riferiscono al cambiamento ossidativo di produzione di energia e di sforzo con l'età?

TP: L'invecchiamento provoca un aumento drammatico nell'attività dei geni che riguardano le risposte di sforzo e che comprende lo sforzo ed anche le risposte ossidativi che riguardano danno del DNA.

Il RW: Sì, con invecchiamento del muscolo scheletrico, ci sono segni di una risposta generale di sforzo. Effettivamente, quello è uno dei risultati principali di questo rapporto e una parte di quello sforzo può essere identificata chiaramente come sforzo ossidativo. La nostra individuazione di maggiore era che le risposte di sforzo relative a danno della proteina sono state indotte. Inoltre, ci sono segni di disfunzione mitocondriale ed altri problemi nel metabolismo energetico suggerito dal gene profilano che abbiamo visto con invecchiamento e segni che tutti cambiamenti di cui sopra siano stati attenuati abbastanza forte dalla restrizione calorica.

LEF: Potete prendere i cambiamenti nell'attività di gene mitocondriale con questo metodo? In caso affermativo, che cosa avete visto? Le trascrizioni mitocondriali del gene stanno ritirando o cambiando, o sono restare in gran parte lo stessi?

Il RW: Possiamo individuare la maggior parte dei geni mitochondrially relativi (quelle che siano codificate nel nucleo). L'attività di questi geni diminuisce con l'età.

LEF: Quella è un'osservazione realmente importante. Tuttavia, il microarray del DNA permette soltanto che voi individuino direttamente la produzione del mRNA e non la produzione della proteina e ci sono esempi nella biologia in cui la produzione del mRNA e la produzione della proteina non sono legate insieme bene. Fino a che punto faccia voi pensano questo problema complica i vostri risultati o la loro interpretazione?

TP: Alcuni dei cambiamenti nei livelli del mRNA non possono condurre ad un aumento o ad una diminuzione nei livelli della proteina. Ma questi cambiamenti probabilmente rappresentano una piccola frazione di cambiamenti totali osservati. Le nostre conclusioni sono basate su una vista globale.

LEF: Avete confrontato gli animali di cinque mesi agli animali di 30 mesi. È un topo di cinque mesi abbastanza vecchio da confrontare correttamente ad un vecchio topo?

TP: Sì, un critico è stato interessato circa la possibilità che stavamo provando a confrontare i topi acerbi ai vecchi topi. Ma abbiamo sostenuto con successo al redattore che un topo di cinque mesi è completamente maturo e quindi che i cambiamenti che stiamo vedendo sono invecchiamento più probabile riguardante e non qualcosa fare con maturazione. I topi ottengono sessualmente maturi entro otto settimane. Chiunque che abbia tenuto i topi intorno sa che un topo di cinque mesi è maturo.

LEF: Quanti animali sarebbero morti a 30 mesi?

Il RW: Circa 75% dei topi normalmente alimentati. Ma non uso l'alimentazione non razionata per il mio gruppo di controllo. Ho deciso tempo fa di controllare l'assunzione di caloria dei miei comandi per aumentare le nostre probabilità di studio dei comandi vecchi sani. La riduzione delle percentuali delle calorie in questi comandi, confrontati a cui normalmente mangierebbero, sono circa 10% o qualcosa di simile.

TP: Normalmente, i topi di 30 mesi che stanno mangiando basicamente tanto come vogliono sono nostri ma, molto obesi gli animali di controllo sono realmente magri.

Il RW: E cellulare.

TP: Così rappresentano i topi invecchiati sani. I dati suggeriscono chiaramente che anche una quantità modesta di restrizione calorica possa avere un effetto principale su invecchiamento, almeno per il muscolo.

LEF: Ma state dicendo che in termini di danno ossidativo e così via, metterli sulla restrizione leggermente più severa di caloria (rapporto di riproduzione di 26% delle calorie) notevolmente hanno attenuato i cambiamenti nei biomarcatori che avete visto normalmente nei vostri comandi sani?

Il RW: Destra. Rend contoere prego che non stiamo misurando i punti distali forse più informativi dell'estremità come i livelli di carbonilico della proteina e di perossidi del lipido, ma realmente stiamo esaminando i geni quali gli enzimi antiossidanti che pensiamo saremmo indotti dalla presenza di specie reattive dell'ossigeno e simili. In modo che sia la natura delle nostre misure relative ad ossidativo solleciti e danneggi. È un intero profilo differente che che gente è usata al pensiero circa.

LEF: Pensiamo circa non solo, lasci noi dire, la competenza fare l'energia ed il danno ossidativo di per sé ma anche la riparazione di danno. Credo che il vostro studio abbia indicato i cambiamenti interessanti nei livelli di meccanismi di riparazione per vari generi di danno e per danno del DNA in particolare.

TP: Che cosa lo studio suggerisce è quello con invecchiare là è più danneggiamento di DNA perché abbiamo osservato l'induzione di un gene chiamato gadd45, che è indotto dai vari tipi di danneggiamenti di DNA. È interessante che la restrizione calorica, che un certo pensiero della gente potrebbe agire inducendo la riparazione del DNA, realmente provoca un livello più basso degli enzimi della riparazione del DNA. Pensiamo che la ragione sia perché gli enzimi sono fatti in risposta a danno del DNA. I topi limitati hanno apparentemente danno endogeno più basso del DNA, in modo da non devono sintetizzare gli enzimi della riparazione tanto come i comandi fanno.

LEF: I geni che potete schermare per sono i geni la società mette sopra il chip. È vero che le funzioni di questi geni sono conosciute, o c'è molti cambiamenti che avete osservato che non capite ancora perché non conoscete che cosa la funzione del gene è?

Il RW: Quando otteniamo un gene, andiamo a GenBank (vedi il glossario - Ed.) con. Ora, alcuni dei geni sono che cosa sono chiamati “omologhi,„ significato che il gene ha certa similarità a qualcosa che sia nel GenBank, ma non è l'esatto lo stesso gene come che cosa è stato descritto prima. Altri geni che troviamo sono il McCoy reale (per così dire). Per gli omologhi dobbiamo determinare quanto simile sono geni conosciuti ed a quali geni conosciuti sono vero omologhi. Non è spesso che cosa è dichiarato sulle informazioni fornite dal produttore di chip.

TP:Radrizzi, perché le informazioni fornite noi si riferiscono alla data in cui il chip è stato fatto. Così ora i nuovi geni sono stati scoperti ed alcuni dei geni che erano precedentemente sconosciuti ora chiaramente abbinano un gene conosciuto nella base di dati in modo da dei noi devono cercare tutti i geni su cui vogliamo ottenere le informazioni.

Il RW: E poi dopo che abbiamo un'idea di cui il gene è o di cui il suo omologo vicino è, quindi dobbiamo andare a Medline imparare circa la ricerca che è stata effettuata su ciascuno di questi in modo da capiamo che cosa fa. Poi assegniamo una classe funzionale come per esempio il metabolismo energetico di risposta o di sforzo. Così è realmente un processo molto emozionante della scoperta per imparare che cosa il gene è e che cosa fa.

LEF: È inoltre molto lavoro. Suona come i geni che sono messi sul chip sono più o meno casuali in un certo senso, o non ottenete un programma di strada di cui ciascuno di questi sei mila punti rappresenta, quando ottenete il chip.

TP: Il chip del DNA che abbiamo usato ha la maggior parte dei geni conosciuti nel topo e che include la maggior parte o quasi tutti geni della riparazione del DNA, geni antiossidanti, geni metabolici, geni di risposta del colpo di calore. . .

Il RW: Le molte vie di ubiquitin (volume d'affari della proteina), anche. Ed i fattori per sintesi delle proteine sono rappresentati bene.

TP: Così fornisce molti rappresentanti di ogni classe di gene.

Il RW: La via glicolitica (che è responsabile della suddivisione della glicemia per estrarre l'energia da), per esempio: stiamo vedendo un su-regolamento di glicolisi in muscolo scheletrico e vediamo che per i quattro o i cinque degli enzimi glicolitici che rivelano, il mRNA cambia appena il mazzo allo stesso cambiamento del popolare.

LEF: Cioè sono tutti che sono cambiati allo stesso grado invecchiando o dalla restrizione di caloria. Molto interessante. Avete citato i cambiamenti nella sintesi delle proteine. Potete commentare più ulteriormente quello? George Webster ha avuto un'osservazione interessante circa i cambiamenti di invecchiamento nella sintesi delle proteine che è controllata dal fattore 1. dell'allungamento. Che cosa avete trovato circa le proteine che possono controllare il tasso di sintesi delle proteine e forse il tasso di volume d'affari delle molecole nel corpo?

TP: In muscolo, abbiamo confermato una diminuzione nel fattore 1 dell'allungamento ed abbiamo osservato che là sembrato essere un declino nei livelli di espressione di geni che riguardano il metabolismo di proteina, compreso il volume d'affari della proteina. Questo declino nella sintesi delle proteine e nel volume d'affari sta accadendo in un momento in cui sembra che misfolded o le proteine nocive stiano accumulando. Così non è realmente una buona combinazione.

LEF: Può essere una causa - e - effettua la combinazione, realmente.

TP: Destra. Nei topi calorico limitati, abbiamo visto che non solo è il livello di proteine nocive apparentemente in basso, come indicato dal declino nell'espressione dei geni che sono compresi nel refolding le proteine nocive, ma il macchinario di volume d'affari della proteina sembra essere attivato, in modo da sembra come una combinazione molto buona. La via proteosome di ubiquitin del volume d'affari della proteina è attivata in muscolo dalla restrizione calorica, mentre, nell'invecchiamento sembra normalmente andare giù.

LEF: Che cosa accade ai livelli del chaperon? (Nota: i chaperon sono proteine che “il chaperon„ le proteine di modo piega quando sono fatti o quando sono danneggiati dagli agenti che cambiano la loro forma. - Ed.)

TP: I chaperon sono realmente la componente principale della risposta di sforzo che vediamo. They'reinduced con invecchiamento ed essi vanno giù con la restrizione calorica. È ben noto che questi chaperon, compreso le proteine del colpo di calore, sono incitati (alzato) da danno ossidativo e dalle proteine nocive.

LEF: Hubel e Wiesel hanno vinto il premio Nobel tracciando come il sistema visivo funziona nel cervello in molti anni. Oggi, ci sono tecniche per l'esame del cervello che può prevedere la stessa cosa in meno di cinque minuti. Di modo simile, che cosa avete osservato appena conferma per esempio alcuno del lavoro molto scrupoloso che il gruppo di Steve Spindler ha fatto all'università di California alla riva del fiume, facendo uso dei metodi più tradizionali per esaminare i meccanismi di invecchiamento e dell'effetto della restrizione di caloria. Tipi ottenete questo gratis essenzialmente, come una parte del quadro generale. Sembra essere una buona illustrazione del potere incredibile di questa tecnica.

Il RW: Concorderei con la vostra dichiarazione. La tecnica convalida le aree che sono degne dell'inseguimento messo a fuoco.

LEF: Una caratteristica interessante circa la restrizione di caloria e tutti gli interventi ad invecchiare quello esistono finora è che dopo che li applicate gli animali fanno molto meglio e poi dopo un po'più lungo muoiono comunque. Che indicatori cambiano con invecchiamento ma non sono colpiti dalla restrizione di caloria? Forse questi riflettono che cosa uccide gli animali calorico limitati alla fine.

TP: Abbiamo trovato che quella circa 30% dei cambiamenti che accadono con invecchiamento non sono stati impediti dalla restrizione calorica. Ora ci sono due possibilità qui. Uno è che quei cambiamenti realmente rappresentano l'invecchiamento cronologico rispetto ad invecchiamento biologico, significato che non sono vero biomarcatori dell'età biologica. L'altra possibilità è che in effetti sono biomarcatori di invecchiamento che non sono colpiti dalla restrizione calorica e potrebbero essere collegati con il fatto che gli animali muoiono malgrado essere sulla restrizione calorica.

LEF: Che cosa sarebbe un esempio di un biomarcatore di invecchiamento cronologico?

TP: Significate da questo insieme di dati?

LEF: Sì.

TP: Bene, un indicatore che abbiamo osservato per essere indotti invecchiando era qualcosa amiloide chiamato del siero. Ora l'amiloide del siero è un gene che è conosciuto per essere indotto in una serie di stati patologici ed inoltre è conosciuto che i giacimenti di amiloide si formano in parecchi tessuti dei topi ed anche in esseri umani in funzione di invecchiamento. È un'area molto male studiata, ma realmente c'è molta prova per suggerire che ci siano giacimenti di amiloide che accendono con l'invecchiamento. Quel cambiamento nell'espressione genica non è stato colpito dalla restrizione calorica ma non capiamo perché.

Il RW: Realmente, quando abbiamo ottenuto fatti scrivendo questo manoscritto per la scienza, siamo giunto alla conclusione che c'erano molte altre domande che potremmo indirizzare con questo insieme di dati.

TP: Potremmo scrivere 10 carte su questi dati. Infatti, stiamo pensando a scrivere una carta che descrive appena i livelli relativi degli enzimi antiossidanti differenti, perché per la prima volta in un esperimento, li abbiamo misurati tutti ed abbiamo alcune scoperte importanti e sorprendenti circa l'abbondanza di enzimi antiossidanti differenti.

Il RW: O almeno circa l'abbondanza del messaggero RNAs per questi enzimi. Ma dovrei rivisitare i dati per i dettagli.

LEF:Indovino che c'è troppo nel tesoro trovato di tesoro da riflettere su ogni moneta ora.

Il RW: Qualcosa di simile.

LEF: Classicamente, la maggior parte dei cambiamenti che hanno luogo con invecchiamento sono relativamente piccoli ma ogni tanto vedete gli esempi dei cambiamenti realmente enormi. L'esempio classico per me era la storia del recettore ormonale, in cui potete vedere un rapporto di riproduzione di 70% della popolazione di determinati generi di recettori ormonali in membrane cellulari. Sono i recettori ormonali fra i biomarcatori che avete visto il cambiamento con l'età o con la restrizione di caloria?

TP: La restrizione di caloria in muscolo ha provocato un abbassamento del recettore ormonale mRNA della tiroide. Una spiegazione per quella è che gli animali stanno riducendo il loro tasso metabolico in risposta ad una mancanza di alimento.

LEF: Dove vedete questa tecnologia andare in futuro?

TP: Penso che la più grande promessa della tecnologia sia di potere esaminare relativamente l'invecchiamento ad un livello tessuto-specifico nel telaio di periodo ridotto. La tecnologia permetterà la selezione relativamente rapida delle droghe, dei composti nutrizionali, o persino degli interventi genetici per invecchiare.

Il RW: Oltre eventualmente ad accelerare il passo della scoperta della droga per il ritardo dell'invecchiamento e per lo sviluppo di altri interventi, penso permetta che noi abbiamo una più chiara comprensione delle cause di origine di invecchiamento, che poi interagiranno positivamente con questa altra componente della scoperta della droga in moda da poterci mirare più acutamente noi ai nostri interventi. Ciò si applicherebbe agli interventi genetici quali i knock-out o animali transgenici che hanno i geni della scelta come pure a metabolico, nutrizionale, ormonale ed altri tipi di interventi. Così i due dovrebbero potenziare in un modo piacevole.

LEF: Grazie entrambe molto per le vostre comprensioni su questo nuovo passo avanti drammatico.