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

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
protein ức chế ung thư p16
INK4a
với
khả năng phân chia và tạo ra các tế
bào mới của các tế bào gốc trong
các mô lão hoá khác nhau. Ba
nghiên cứu này được công bố trên
tạp chí Nature.
Protein p16
INK4a
là sản phẩm chính
từ sự mã hoá của gen INK4, còn

được gọi là protein ức chế ung thư
p16
INK4a
. Protein này có vai trò
trong sự điều hoà chu trình tế bào
khi ở dạng liên kết và làm bất hoạt
các dạng CDK vòng khác nhau. Sự
biểu hiện p16
INK4a
sẽ gia tăng theo
tuổi tác và quá trình biểu hiện này
thì liên quan đến quá trình già hoá
của tế bào và được thừa nhận là chi
phối tới quá trình lão hoá. Khi càng
lớn tuổi thì nồng độ p16
INK4a
sẽ
càng cao. Tuy nhiên, sự gia tăng
biểu hiện protein p16
INK4a
có chức
năng chi phối quá trình lão hoá do
sự yếu kém về mặt chức năng của
tế bào gốc trên mô hình động vật
(in vivo) hay không thì vẫn còn
chưa sáng tỏ.
Nghiên cứu đầu tiên của Sharpless
và cộng sự là trên sự liên quan giữa
protein p16
INK4a

và các tế bào ở đảo
Langerhans ở tuyến tụy. Tác động
ảnh hưởng của sự thiếu hụt
p16
INK4a
và sự tăng trưởng quá mức
của các tế bào ở đảo Langerhans
được xem xét. Bằng cách gắn thêm
một phiên bản của gen mã hoá ra
p16
INK4a
, chuột trẻ biến đổi gen trẻ
sự gia tăng biểu hiện protein
p16
INK4a
như ở mức tìm thấy được
ở các chuột già yếu bình thường.
Chuột biến đổi gen này có sự giảm
sự tăng sinh tuyến tụy so với nhóm
chứng. Điều này cho thấy là sự gia
tăng nồng độ của protein p16
INK4a
ở
các sinh vật lớn tuổi sẽ ức chế sự
tăng trưởng của đảo Langerhans.
Phân tích tiếp theo cho thấy khi
không có sự hiện diện của
p16
INK4a
thì không làm thay đổi sự

tăng trưởng của đảo Langerhans ở
chuột trẻ, nhưng nó làm giảm quá
trình ảnh hưởng của sự lão hoá lên
sự phát triển. Nhóm nghiên cứu
quan sát thấy chuột thiếu protein
p16
INK4a
có sự nâng cao khả năng
sống sót. Sự khác biệt lớn nhất
trong khả năng sống sót được quan
sát ở chuột già cho thấy rằng
protein p16
INK4a
liên quan đến sự
suy giảm trong khả năng tái bản
các tế bào ở đảo Langerhans và
điều này thì liên quan đến quá trình
lão hóa. Các nhà nghiên cứu cũng
cho rằng tiểu đường type 2 (dạng
không phụ thuộc insulin) một phần
có thể giải thích bởi sự hỏng chức
năng của đảo Langerhans ở tuyến
tụy trong quá trình tạo ra tế bào
mới kèm với tiến trình lão hoá.
Nghiên cứu thứ 2 của nhóm
Morrison là trên sự liên quan giữa
protein p16
INK4a
và các tế bào thần
kinh nằm ở vùng não trước. Sự gia

tăng protein p16
INK4a
cũng được
quan sát ở các tế bào nguyên gốc
thần kinh già yếu. Điều này đã
khiến tác giả tiến hành khảo sát tỷ
lệ của tế bào nguyên gốc, sự tăng
trưởng và sự tạo mới các tế bào
thần kinh ở vùng SVZ nằm ở phần
trước của não thất của chuột thiếu
hụt p16
INK4a
trẻ và già. Tỷ lệ của
các tế bào gốc, khả năng tái bản và
tốc độ phát triển ở vùng SVZ đều
giảm theo sự lão hoá. Sự biến mất
của protein p16
INK4a
có khả năng
cứu lấy sự giảm theo tuổi tác này ở
các tế bào bằng cách hình thành các
khóm tế bào gốc trong môi trường
và cứu lấy một phần quá trình suy
giảm ở sự phát triển và tạo tế bào
thần kinh ở vùng SVZ. Nhóm tác
giả dự đoán là sự biểu hiện của
protein p16
INK4a
có thể đã được lập
trình nhằm phù hợp với sự tăng

trưởng. Lượng protein
p16
INK4a
tăng cùng với sự lão hoá
nhằm chống lại sự gia tăng ảnh
hưởng của ung thư ở các tế bào
thần kinh bị lão hoá. Như một sự
lựa chọn, sự gia tăng biểu hiện của
protein p16
INK4a
có thể phản ảnh sự
suy giảm chức năng của tế bào bị
lão hoá nhằm đáp ứng lại các nguy
hiểm ngày càng tăng khi tế bào
càng già.
Trong nghiên cứu thứ 3, Scadden
thử nghiệm trên các tế bào tạo máo
ở tủy xương. Sự biểu hiện của
protein p16
INK4a
gia tăng cùng với
sự lão hoá ở tế bào gốc tạo máu.
Nghiên cứu khả năng biệt hoá và
tái bản trên chuột thiếu hụt protein
p16
INK4a
cho thấy là sự gia tăng
biểu hiện của protein p16
INK4a
liên

quan đến lão hoá sẽ hạn chế số
lượng các tế bào gốc tạo máu. Phân
tích trên sự phát triển các tế bào ở
chuột bình thường và chuột đột
biến thiếu gen p16
INK4a
cho thấy
không có sự khác biệt ở chuột trẻ
của 2 nhóm. Tuy nhiên ở chuột già
thiếu gen p16
INK4a
thì có số lượng
các tế bào gốc cao hơn và có sự gia
tăng chức năng của tế bào gốc này.
Điều này có nghĩa là thiếu
p16
INK4a
làm tăng khả năng phân
chia và tạo ra các tế bào mới ở
chuột già.
Chức năng của p16
INK4a
hoạt động
theo cơ chế nào? Dựa trên sự phân
tích của các dấu hiệu cho thấy là có
sự liên quan của p16
INK4a
với sự tự
làm mới của các tế bào gốc, như là
Bmil1 và Hes1. Nghiên cứu này

đưa ra một mô hình là ở sinh vật
già, sự gia tăng biểu hiện của
protein p16
INK4a
thì liên quan đến
sự giảm khả năng phục hồi số
lượng tế bào và giảm sự biểu hiện
Hes1 trong khi không có sự hiện
diện của protein p16
INK4a
thì khả
năng phục hồi số lượng của các tế
bào gốc được cải thiện và gia tăng
sự biểu hiện của Hes1.
Kết quả nghiên cứu từ các tế bào có
các nguồn gốc khác nhau như tủy
xương, tuyến nội tiết ở tuỵ cũng
như não cho thấy là p16
INK4a
đã chi
phối quá trình lão hoá ở bằng cách
giới hạn sự tự làm mới của các tế
bào có khả năng nhân nhân đôi. Vai
trò của p16
INK4a
kiểm soát sự cân
bằng giữa quá trình tự làm mới và
lão hoá của các mô còn lại cần tiếp
tục được nghiên cứu.