ニューヨーク州立大学バッファロー校の新しい研究によると、細胞が年を取って分裂しなくなると、その老化した細胞の脂肪分は、脂肪や脂質として分類されている他の分子を、その老化細胞が生産・分解する仕方と共に変化していくとの事です。伝統的に、脂質は構造用部品として考えられてきています。何故そうかと言うと、それらがエネルギーを蓄えたり、細胞の皮膜を形成したりしているためです。
今回の研究結果が、脂質が実際には、体内でもっとはるかに積極的な役割を果たしているかもしれない証拠を付け足してくれています。今回の場合、それは、新しい新興研究分野である、細胞老化に関係している複製老化のプロセスに関係しています。
脂質と細胞老化
As cells age, the fat content within them shifts
脂質と細胞老化の間のつながりを広義な理解を提供することによって、今回の研究成果は、いつか、細胞破壊やそれが急速に癌化するのを防ぐための、脂質ベースのアプローチの開発を支援する可能性がある追加的な研究に門戸を開いてくれるはずです。
今回の研究は、２０１７年１月１９日にMolecular BioSystems誌掲載されました。
細胞老化に伴う脂質変化の仕組み
脂質は、脂肪、ワックス、コレステロール様ステロールを含む、有機分子のクラスに属します。細胞老化における、こういった分子の役割を研究するために、研究者たちは、ヒト線維芽細胞を４ヶ月 (一部の細胞が複製老化と呼ばれるプロセスである、分裂を停止するくらい十分長い期間) に渡りラボで成長させました。
研究者が、若い細胞と老化細胞の脂質含量を比べた時、いくつかの面白い傾向が見られました。老化細胞では、19種類の特異型脂質のトリアシルグリセロールが、相当量蓄積していました。こういった増加は、肺と包皮繊維芽細胞の両方で起こり、そういった変化が、単一種の細胞に制限されていないことを示しています。
To glean more information about the function of lipids in cellular senescence and aging, the scientists used a technique called transcriptomics to determine how cellular activity associated with lipid-related genes changed as cells grew older.
「細胞老化と細胞加齢における、脂質の機能に関するより多くの情報を収集するために、当該科学者達は、脂質関連遺伝子と関係している細胞活動が、細胞が年を取るにつれて、どのように変化するのかを測定するために、トランスクリプトミクスと呼ばれる技術を利用しています。」
リピドーム
その分析は、リピドーム(細胞内の全脂質群)が、老化期間中に高度に管理されている今まで以上の証拠を提供してくれました。分裂が止まった細胞で、合成、分解、脂質輸送などの脂質関連過程に関係している数十の遺伝子の挙動が、細胞中の全ての遺伝子の挙動と比べて、著しく変化していました。特定の脂質関連遺伝子は、他の遺伝子が不活発になっているのに対して、より活発に発現するようになり、それらが、蛋白質を作り出すためにより頻繁に利用されていることを意味しています。
”タンパク質が細胞老化などの細胞過程に寄与する仕組みに関する多くの研究が行われてきていますが、脂質の役割は、ほとんど分かっていません。”と、Gokcumen氏は言っています。”この分野の研究は、非常に限定的で、我々の研究は、他の研究者達が脂肪が細胞老化にどう関わっているのかを深く理解するために利用可能な、リピドームと脂質関連遺伝子に関する大量のデータを提供しています。”
脂質滴：対細胞老化防御？
今回の研究は、１９種のトリアシルグリセロール濃度が細胞加齢中に何故上昇するのかについての直接的な結論は下してはいませんが、そのプロジェクトは、この事が何故起こり得るのかということに関する手掛かりは明らかにしています。
研究者達は、問題のtriacylglycerols (トリアシルグリセロール) が、活性酸素種と呼ばれる危険な分子が、人体をあちこち動き回って細胞に損傷を与える時に起こる、酸化ストレスに、体がうまく対処するのを助けているのかもしれないという仮設を立てています。今回の研究は、細胞老化の間、トリアシルグリセロールの蓄積が、酸化ストレス応答に関わっている遺伝子量の著しい増加に一致している事お見出しました。
PUFA鎖
Furthermore, the 19 triacylglycerols identified had chemical properties that could help protect cells from damage caused by oxidative stress. All had a remarkably similar structure, featuring long chains of fatty acids, including at least one polyunsaturated fatty acyl (PUFA) chain.
「さらに、存在が確認されている１９種のトリアシルグリセロールは、酸化ストレスによって引き起こされるダメージから細胞を保護するのを助ける働きを持った、化学的性質を有しています。全てが、少なくとも、１つの多価不飽和脂肪酸、PUFA鎖を含む、脂肪酸の長鎖を特徴としている、驚くほど似た構造を持っています。」
This matters because PUFA chains can bind with reactive species, taking them out of circulation. And because triacylglycerols are stored within solitary lipid droplets inside cells, PUFA triacylglycerols may be able to carry out the important duty of neutralizing the dangerous intruders without harming other components of a cell.
「この事は、PUFA鎖が、反応種と結合して、血液循環からそれらを除去することを可能にしてくれているので重要です。また、トリアシルグリセロールが、細胞内の１つの脂質適内部に蓄えられるので、PUFAトリアシルグリセロールが、細胞の他の構成部を傷付けることなく、危険な侵入者を中和するための重要な任務を実行できる可能性があります。」
PUFAの重要性は、それが活性酸素などの、危険因子を中和して、無害化できることにあるようです。細胞の老化を防ぎ、細胞老化に関わる病気の予防になりそうです。細胞健康維持には、欠かせない化学物質のようです。