Многие замечают одно и то же: с возрастом талия постепенно становится шире, даже если общий вес почти не меняется. Это не только вопрос внешности. Избыток жира в области живота связывают с замедлением обмена веществ, ускоренным старением, диабетом 2 типа, болезнями сердца и другими хроническими проблемами.
Ученые давно знали, что состав тела меняется с возрастом. Но почему жир так часто начинает накапливаться именно в районе живота, было не до конца понятно.
Теперь исследователи из City of Hope нашли возможный ключевой механизм. В работе, опубликованной в журнале Science, они описали новый тип стволовых клеток, который появляется при старении и, похоже, помогает организму производить новые жировые клетки.
По словам одного из авторов исследования Цюн Ван, люди с возрастом часто теряют мышцы и набирают жир, даже если цифра на весах остается прежней. Команда обнаружила, что старение запускает появление нового типа взрослых стволовых клеток и усиливает массовое образование новых жировых клеток, особенно в области живота.
Исследователи работали вместе с учеными из UCLA. Сначала они провели серию экспериментов на мышах, а затем подкрепили результаты исследованиями человеческих клеток.
В центре внимания была белая жировая ткань — основная ткань организма, которая хранит жир. Именно она отвечает за запасание лишней энергии и играет важную роль в наборе веса и увеличении жира на животе.
Раньше было известно, что уже существующие жировые клетки с возрастом могут становиться крупнее. Но ученые предположили, что есть и другой процесс: организм может создавать совершенно новые жировые клетки.
Чтобы проверить это, команда изучила клетки-предшественники адипоцитов. Это стволовые клетки, которые находятся в жировой ткани и могут превращаться в полноценные жировые клетки.
Ученые пересадили такие клетки от молодых и старых мышей другим молодым мышам. Результат оказался заметным: клетки, взятые у старых животных, создали большое количество новых жировых клеток.
Затем исследователи провели обратный эксперимент. Когда клетки от молодых мышей пересадили старым мышам, новых жировых клеток образовалось сравнительно мало.
Это показало, что способность активно производить жир была заложена именно в старых клетках-предшественниках. Она не зависела от возраста организма, в который их пересаживали.
Чтобы понять, что происходит на молекулярном уровне, ученые использовали секвенирование РНК отдельных клеток. Этот метод позволяет увидеть, какие гены активны в каждой клетке.
Оказалось, что у молодых мышей такие клетки были относительно спокойными. Но у мышей среднего возраста они становились гораздо активнее и начинали производить много новых жировых клеток.
Один из авторов исследования Адольфо Гарсия-Окана отметил, что у большинства взрослых стволовых клеток способность к росту с возрастом снижается. Но с этими клетками происходит обратное: старение словно открывает им возможность развиваться и распространяться. По его словам, это первое доказательство того, что живот с возрастом увеличивается из-за высокой выработки новых жировых клеток такими клетками-предшественниками.
Затем ученые обнаружили, что старение не просто активирует эти клетки. Когда мыши достигали среднего возраста, часть клеток-предшественников превращалась в новый тип стволовых клеток. Их назвали возраст-специфическими предадипоцитами, или CP-As.
Эти клетки появлялись именно во время старения и особенно эффективно производили новые жировые клетки. Это может объяснять, почему у стареющих мышей увеличивалось количество жира.
После этого исследователи начали искать сигналы, которые управляют процессом. Они нашли важный сигнальный путь, связанный с рецептором LIFR. Такие сигнальные пути помогают клеткам получать инструкции и координировать поведение.
В этом случае LIFR, по-видимому, играет важную роль в том, чтобы клетки CP-A размножались и превращались в жировые клетки.
Цюн Ван объяснила, что процесс образования жира в организме управляется LIFR. Молодым мышам этот сигнал не нужен для создания жира, а старым — нужен. По данным исследования, LIFR помогает запускать CP-A-клетки, чтобы они создавали новые жировые клетки и увеличивали жир на животе у старых мышей.
Чтобы проверить, может ли похожий механизм существовать у людей, команда изучила образцы человеческих тканей от людей разного возраста. Для этого использовали тот же метод секвенирования РНК отдельных клеток.
Ученые нашли клетки, очень похожие на CP-As. В тканях людей среднего возраста их было больше. Эти клетки также показали сильную способность создавать новые жировые клетки, что указывает на возможный похожий процесс у людей.
По словам Ван, результаты подчеркивают важность контроля над образованием новых жировых клеток при возрастном ожирении. Если понять, как CP-A-клетки связаны с нарушениями обмена веществ и как они появляются при старении, это может привести к новым медицинским решениям для уменьшения жира на животе, улучшения здоровья и продления здоровой жизни.
Пока нужны дополнительные исследования, но открытие уже дает ученым новую потенциальную цель для будущих методов терапии.
Теперь исследователи планируют отслеживать CP-A-клетки в экспериментах на животных, изучать их поведение у людей и искать способы блокировать или удалять эти клетки. Если это удастся, такие подходы однажды могут помочь предотвратить накопление жира на животе, которое часто сопровождает старение.
Первыми авторами исследования стали исследователь City of Hope Гуань Ван и исследователь UCLA Гаоян Ли.
