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# 生物学# 分子生物学

老化とサーカディアンリズム:新しい見解

研究は、老化が私たちの体の自然なリズムにどのように影響するかを探っている。

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サーカディアンリズムと老化サーカディアンリズムと老化すことがわかった。研究によると、老化が体の自然なリズムを乱
目次

サーカディアンリズムは、体の中で重要な機能、例えば睡眠やホルモンの生成、体温調節を regulate する自然なサイクルだよ。歳を取るにつれて、これらのリズムが不安定になって、いろんな健康問題を引き起こすことがあるらしい。研究者たちは、体の内部時計が変化することで、年を取るにつれて健康問題にどんな影響があるかを調べてるんだって。

セントラルクロック

このリズムを制御する中心は、脳の中にある視交叉上核(SCN)という細胞のグループだよ。時間が経つにつれて、この中央時計からの信号が弱くなって、特に脳の外にある組織で体のリズムに変化が起こることがあるんだ。これらの変化を理解することが、歳を取るにつれて健康を維持するためにすごく重要なんだって。

研究の目的

歳がリズムにどう影響するかを調べるために、科学者たちはラボで細胞を使ったモデルを作りたかったんだ。血液中の要素がこれらのリズムにどう影響するかを見たかったんだって。血液中のものが体の老化にいろいろ影響するからね。

研究の背景

研究者たちは、25歳から30歳の若い成人と、70歳から76歳の健康そうな高齢者から血液を集めたんだ。彼らは、動きやその他の健康データをトラッキングするウェアラブルデバイスを使って監視されたんだよ。研究者たちは、血液サンプルの年齢に関連する変化がラボの皮膚細胞の機能にどう影響するかを見たかったんだ。

遺伝子活性に関する発見

高齢者の皮膚細胞が、同じく高齢者の血清にさらされたとき、エネルギー生成に重要な特定の遺伝子がリズムパターンを失ったんだ。これは、高齢者の血清が遺伝子の通常のサイクルを乱したことを示しているよ。

チームはまた、体の内部時計を調整するのに関与するいくつかの重要な遺伝子が、高齢の血清にさらされたときに変化を示すことを発見したんだ。この情報は、高齢者の血液中の循環因子が細胞のサーカディアンリズムの機能に悪影響を及ぼす可能性があることを示唆しているよ。

研究参加者

この研究には、8人の高齢者と7人の若者が参加したんだ。研究者たちは、彼らの行動や生理的反応が地元の明暗サイクルと同期していることを確認したよ。これは、身体活動や光の露出、心拍数、その他の指標に反映されたんだ。

年齢に関連する違い

高齢参加者は、若いグループよりも心拍数が低く、心拍数の変動が大きかったんだ。興味深いことに、高齢者は一日を通して活動パターンが早かったんだ。全体的な活動レベルは両グループで似ていたけど、高齢者は統計的に見て活動のタイミングが早くなる傾向があったんだ。

血液分析と細胞の同期

血液を集めた後、その血清を使ってラボで育てた皮膚細胞を同期させたんだ。このアプローチで、年齢に関連する血液の変化が細胞の内部時計に与える影響を調べることができたよ。科学者たちは数日間にわたって遺伝子活性を追跡して、リズムの変化を探ったんだ。

遺伝子活性の観察

若い血清と高齢者の血清の処理を比較したとき、多くの遺伝子が年齢とともに定期的なリズムを失っていたんだ。特に、多くの遺伝子が高齢者の血清にさらされたときに通常の方法でサイクルする能力を失ったんだ。

いくつかの遺伝子は、年齢に応じて発現レベルが増加または減少する変化を示したんだ。これは、年齢が体の重要な遺伝子の通常の活動にどれだけ影響を与えるかを強調しているよ。

細胞の行動とサーカディアンリズム

チームは、細胞の中のコアクロックメカニズムが通常通り機能し続けている一方で、遺伝子発現の全体的なパターンは、血清が若者か高齢者かによって大きく異なることに気づいたんだ。これは、高齢者の血液中の因子が細胞の行動に特有の影響を与えていることを示しているよ。

特定の経路に焦点をあてて

様々な分析技術を使って、研究者たちは年齢の影響を受けた多くの遺伝子がエネルギー生産や細胞分裂といった重要な細胞機能に関連していることを発見したんだ。この遺伝子のリズム性の低下は、老化が細胞機能障害にどうつながるかについて懸念を呼んでいるよ。

健康への影響

これらの発見は、年齢と共に血液が変化することでサーカディアンリズムが低下する可能性があることを示唆しているんだ。この低下は、さまざまな年齢に関連する健康問題のリスクを増加させるかもしれないから、血液因子が細胞活動に与える影響を理解することが重要だよ。

研究の方法論

この研究は、正確な結果を保証するために厳しい臨床ガイドラインに従ったんだ。参加者は健康状態を慎重にスクリーニングされたし、血液サンプルは日常サイクルによる変動を最小限に抑えるために同じ時間帯に採取されたんだ。収集したデータは、年齢グループ間の行動や生理的反応の違いを評価するために分析されたよ。

使用された技術

ウェアラブルデバイスは、身体活動や心拍数をトラッキングするのに役立ったんだ。これらのデバイスは、参加者の体が環境にどのように反応したかの明確なパターンを見せてくれる貴重なデータを提供したんだ。

サーカディアン遺伝子発現の調査

遺伝子活性を報告するために設計された特殊な細胞株を使用することで、研究者たちは異なる条件が時計遺伝子の発現にどのように影響するかを注意深く監視できたんだ。研究は、血清の年齢がサーカディアン機能を調節する重要な遺伝子のリズミカルな活性に大きく影響することを確認したよ。

特定の遺伝子に関する発見

分析によって、体のリズムを維持するのに重要な役割を果たすいくつかの時計遺伝子が、高齢の血清と同期されたときに遅れた発現パターンを示すことが明らかになったんだ。この反応の遅れは、全体的な健康に広範な影響を与える可能性があるよ。特に、サーカディアンリズムの乱れとさまざまな病気との関係を考えるとね。

血清因子の重要性

結果は、血清からの信号が正常なサーカディアンリズムを維持する上で重要な役割を果たしていることを示しているんだ。これにより、年を取ると血液中の循環因子が体の内部時計を同期させる効果が薄れる可能性があることが示唆されているよ。

今後の方向性

この研究は、老化がサーカディアン生物学にどのように影響を与えるかについて貴重な洞察を提供しているけど、メカニズムを完全に理解するためにはさらに研究が必要なんだ。血液因子の変化に対するさまざまな組織の反応を調査することで、老化の際に健康を促進するための新しい戦略を見つけられるかもしれないね。

結論:大きな視点

この発見は、老化サーカディアンリズム、そして全体的な健康の間の複雑な相互作用を強調しているよ。これらの関係を理解することで、高齢者の健康結果を改善するための介入を開発する手助けができるかもしれないんだ。血液中の因子に焦点を当てることで、研究者たちは体の自然なリズムを支え、老化に関連する低下を緩和する新しい方法を見つけようとしているんだ。

幅広い影響

科学者たちが健康におけるサーカディアンリズムの役割を探求し続ける中、この研究から得られる洞察は、さまざまな年齢に関連する病気を理解する上でより広い影響を持つかもしれないよ。ライフスタイルの変化や食事の調整、治療的介入を通じて同期を改善することで、健康的な老化を促進するための重要な進展が期待できるんだ。

最後の考え

要するに、この研究はサーカディアンリズムの重要性と、これらの重要な生物学的プロセスに対する老化の影響を強調しているんだね。私たちの内部時計がどう機能しているのか、そして老化によってどう影響を受けるのかを解明することで、高齢者の生活の質を改善するための健康戦略を見つける道が開けるかもしれないよ。

オリジナルソース

タイトル: Evidence for a role of human blood-borne factors in mediating age-associated changes in molecular circadian rhythms

概要: Aging is associated with a number of physiologic changes including perturbed circadian rhythms; however, mechanisms by which rhythms are altered remain unknown. To test the idea that circulating factors mediate age-dependent changes in peripheral rhythms, we compared the ability of human serum from young and old individuals to synchronize circadian rhythms in culture. We collected blood from apparently healthy young (age 25-30) and old (age 70-76) individuals at 14:00 and used the serum to synchronize cultured fibroblasts. We found that young and old sera are equally competent at initiating robust [~]24h oscillations of a luciferase reporter driven by clock gene promoter. However, cyclic gene expression is affected, such that young and old sera promote cycling of different sets of genes. Genes that lose rhythmicity with old serum entrainment are associated with oxidative phosphorylation and Alzheimers Disease as identified by STRING and IPA analyses. Conversely, the expression of cycling genes associated with cholesterol biosynthesis increased in the cells entrained with old serum. Genes involved in the cell cycle and transcription/translation remain rhythmic in both conditions. We did not observe a global difference in the distribution of phase between groups, but found that peak expression of several clock-controlled genes (PER3, NR1D1, NR1D2, CRY1, CRY2, and TEF) lagged in the cells synchronized ex vivo with old serum. Taken together, these findings demonstrate that age-dependent blood-borne factors affect circadian rhythms in peripheral cells and have the potential to impact health and disease via maintaining or disrupting rhythms respectively.

著者: Amita Sehgal, J. E. Schwarz, A. Mrcela, N. F. Lahens, Y. Li, C. Hsu, G. Grant, C. Skarke, S. L. Zhang

最終更新: 2024-07-01 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.04.19.537477

ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.04.19.537477.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた biorxiv に感謝します。

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