Клетки и ткани непрерывно используют информацию от нашей среды – и друг от друга – чтобы активно скоординировать процесс старения. Новое исследование от Института Наук о жизни Мичиганского университета теперь показывает, как часть той перекрестной связи между тканями происходит в общем образцовом организме.
Недавнее исследование показало, что передача сигналов между кишечником и мозгом может отрегулировать диапазон биологических процессов. До сих пор исследование сосредоточилось, главным образом, о том, как сигналы от пищеварительного тракта могут затронуть неврологические функции, включая некоторые нейродегенеративные заболевания.
Намного меньше известен о том, как мозг общается с пищеварительным трактом, чтобы затронуть определенный биологический процесс, такой как старение.Преподаватель LSI Шон Сюй, который является также преподавателем молекулярной и интегральной физиологии в Медицинской школе U-M и его коллегами, хотел определить, как сигналы мозгового пищеварительного тракта могли бы затронуть старение в Caenorhabditis elegans или круглых червей. Поскольку их нервная система так хорошо нанесена на карту, эти крошечные черви предлагают подсказки о том, как нейроны посылают и получают информацию в других организмах также, включая людей.
Исследователи обнаружили, что коммуникация мозгового пищеварительного тракта приводит к тому, что Сюй называет «осью старения», где мозг и кишечник сотрудничают, чтобы отрегулировать долговечность червя. Результаты намечены для публикации 28 февраля в журнале Genes & Development.Используя различные температуры окружающей среды, которые, как известно, затрагивают продолжительность жизни круглых червей, занялись расследованиями исследователи, как нейроны обрабатывают информацию о внешней температуре и передают ту информацию к другим частям тела. Они определили два различных типов нейронов – тот что теплота чувств и другая прохлада – что акт на том же самом белке в кишечнике, говоря ему или замедлиться или ускорить процесс старения.
Когда прохладно ощущающий нейрон обнаруживает понижение температуры, он выделяет цепь коммуникации, которая в конечном счете выпускает серотонин в пищеварительный тракт червя. Этот серотонин побуждает известный регулирующий возраст белок, DAF-16, повышать свою деятельность и увеличивать долговечность червя.Ощущающий теплоту нейрон, напротив, посылает комплекс, подобный инсулину к кишечнику.
Там, это блокирует деятельность того же самого белка DAF-16, сокращая продолжительность жизни червя.Используя эти два пути, мозг в состоянии обработать указания от внешней среды и затем использовать ту информацию, чтобы общаться с кишечником о старении.
Кроме того, эти сигналы могут быть переданы от кишечника до других частей тела, позволив нейронам отрегулировать старение всего тела.И потому что многие ключевые игроки в этих реакциях сохранены в других разновидностях, Сюй полагает, что это исследование может иметь последствия вне круглых червей.
«От наших результатов ясно, что мозг и пищеварительный тракт могут сотрудничать, чтобы обнаружить связанную со старением информацию и затем распространить ту информацию к другим частям тела», сказал Сюй. «Мы думаем, что вероятно, что этот вид сигнальной оси может скоординировать старение не только в C. elegans, но и во многих других организмах также».