Tiến trình lão hoá - Cân bằng giữa quá trình tự làm mới và lão hóa

Các nhà khoa học Hoa kỳ đã đặt ra cùng một câu hỏi cơ bản về quá trình lão hoá là tại sao các tế bào nguyên bản lại mất khả năng phân chia và tạo các tế bào mới. Ba nghiên cứu mới đây của ba nhóm nghiên cứu từ Đại học Y khoa Harvard, Đại học North Carolina, Đại học Michigan, Hoa Kỳ đã chứng minh mối liên hệ giữa INK4a protein ức chế ung thư p16 với khả năng phân chia và tạo ra các tế bào mới của các tế bào gốc trong các mô lão...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tiến trình lão hoá - Cân bằng giữa quá trình tự làm mới và lão hóa Tiến trình lão hoá - Cân bằng giữaquá trình tự làm mới và lão hóaCác nhà khoa học Hoa kỳ đã đặt racùng một câu hỏi cơ bản về quátrình lão hoá là tại sao các tế bàonguyên bản lại mất khả năng phânchia và tạo các tế bào mới. Banghiên cứu mới đây của ba nhómnghiên cứu từ Đại học Y khoaHarvard, Đại học North Carolina,Đại học Michigan, Hoa Kỳ đãchứng minh mối liên hệ giữa INK4aprotein ức chế ung thư p16 vớikhả năng phân chia và tạo ra các tếbào mới của các tế bào gốc trongcác mô lão hoá khác nhau. Banghiên cứu này được công bố trêntạp chí Nature.Protein p16INK4a là sản phẩm chínhtừ sự mã hoá của gen INK4, cònđược gọi là protein ức chế ung thưp16INK4a. Protein này có vai tròtrong sự điều hoà chu trình tế bàokhi ở dạng liên kết và làm bất hoạtcác dạng CDK vòng khác nhau. Sựbiểu hiện p16INK4a sẽ gia tăng theotuổi tác và quá trình biểu hiện nàythì liên quan đến quá trình già hoácủa tế bào và được thừa nhận là chiphối tới quá trình lão hoá. Khi càng INK4alớn tuổi thì nồng độ p16 sẽcàng cao. Tuy nhiên, sự gia tăngbiểu hiện protein p16INK4a có chứcnăng chi phối quá trình lão hoá dosự yếu kém về mặt chức năng củatế bào gốc trên mô hình động vật(in vivo) hay không thì vẫn cònchưa sáng tỏ.Nghiên cứu đầu tiên của Sharplessvà cộng sự là trên sự liên quan giữa INK4aprotein p16 và các tế bào ở đảoLangerhans ở tuyến tụy. Tác độngảnh hưởng của sự thiếu hụtp16INK4a và sự tăng trưởng quá mứccủa các tế bào ở đảo Langerhansđược xem xét. Bằng cách gắn thêmmột phiên bản của gen mã hoá rap16INK4a, chuột trẻ biến đổi gen trẻsự gia tăng biểu hiện proteinp16INK4a như ở mức tìm thấy đượcở các chuột già yếu bình thường.Chuột biến đổi gen này có sự giảmsự tăng sinh tuyến tụy so với nhómchứng. Điều này cho thấy là sự gia INK4atăng nồng độ của protein p16 ởcác sinh vật lớn tuổi sẽ ức chế sựtăng trưởng của đảo Langerhans.Phân tích tiếp theo cho thấy khikhông có sự hiện diện của INK4ap16 thì không làm thay đổi sựtăng trưởng của đảo Langerhans ởchuột trẻ, nhưng nó làm giảm quátrình ảnh hưởng của sự lão hoá lênsự phát triển. Nhóm nghiên cứuquan sát thấy chuột thiếu proteinp16INK4a có sự nâng cao khả năngsống sót. Sự khác biệt lớn nhấttrong khả năng sống sót được quansát ở chuột già cho thấy rằng INK4aprotein p16 liên quan đến sựsuy giảm trong khả năng tái bảncác tế bào ở đảo Langerhans vàđiều này thì liên quan đến quá trìnhlão hóa. Các nhà nghiên cứu cũngcho rằng tiểu đường type 2 (dạngkhông phụ thuộc insulin) một phầncó thể giải thích bởi sự hỏng chứcnăng của đảo Langerhans ở tuyếntụy trong quá trình tạo ra tế bàomới kèm với tiến trình lão hoá.Nghiên cứu thứ 2 của nhómMorrison là trên sự liên quan giữa INK4aprotein p16 và các tế bào thầnkinh nằm ở vùng não trước. Sự gia INK4atăng protein p16 cũng đượcquan sát ở các tế bào nguyên gốcthần kinh già yếu. Điều này đãkhiến tác giả tiến hành khảo sát tỷlệ của tế bào nguyên gốc, sự tăngtrưởng và sự tạo mới các tế bàothần kinh ở vùng SVZ nằm ở phầntrước của não thất của chuột thiếu INK4ahụt p16 trẻ và già. Tỷ lệ củacác tế bào gốc, khả năng tái bản vàtốc độ phát triển ở vùng SVZ đềugiảm theo sự lão hoá. Sự biến mấtcủa protein p16INK4a có khả năngcứu lấy sự giảm theo tuổi tác này ởcác tế bào bằng cách hình thành cáckhóm tế bào gốc trong môi trườngvà cứu lấy một phần quá trình suygiảm ở sự phát triển và tạo tế bàothần kinh ở vùng SVZ. Nhóm tácgiả dự đoán là sự biểu hiện củaprotein p16INK4a có thể đã được lậptrình nhằm phù hợp với sự tăngtrưởng. Lượng proteinp16INK4a tăng cùng với sự lão hoánhằm chống lại sự gia tăng ảnhhưởng của ung thư ở các tế bàothần kinh bị lão hoá. Như một sựlựa chọn, sự gia tăng biểu hiện củaprotein p16INK4a có thể phản ảnh sựsuy giảm chức năng của tế bào bịlão hoá nhằm đáp ứng lại các nguyhiểm ngày càng tăng khi tế bàocàng già.Trong nghiên cứu thứ 3, Scaddenthử nghiệm trên các tế bào tạo máoở tủy xương. Sự biểu hiện củaprotein p16INK4a gia tăng cùng vớisự lão hoá ở tế bào gốc tạo máu.Nghiên cứu khả năng biệt hoá vàtái bản trên chuột thiếu hụt proteinp16INK4a cho thấy là sự gia tăngbiểu hiện của protein p16INK4a liênquan đến lão hoá sẽ hạn chế sốlượng các tế bào gốc tạo máu. Phântích trên sự phát triển các tế bào ởchuột bình thường và chuột độtbiến thiếu gen p16INK4a cho thấykhông có sự khác biệt ở chuột trẻcủa 2 nhóm. Tuy nhiên ở chuột giàthiếu gen p16INK4a thì có số lượngcác tế bào gốc cao hơn và có sự giatăng chức năng của tế bào gốc này.Điều này có nghĩa là thiếu INK4ap16 làm tăng khả năng phânchia và tạo ra các tế bào mới ởchuột già.Chức năng của p16INK4a hoạt độngtheo cơ chế nào? Dựa trên sự phântích của các ...