دانشمندان نقشه‌ای از روند پیری رگ‌های خونی تهیه کرده‌اند

به گزارش مجله خبری نگار، با افزایش سن، بدن دستخوش تغییراتی می‌شود که نه تنها بر اندام‌های فردی، بلکه بر سیستم گردش خون نیز تأثیر می‌گذارد. پوشش رگ‌های خونی از سلول‌های تخصصی تشکیل شده است که جریان خون، متابولیسم با بافت‌های اطراف و پاسخ به آسیب را تنظیم می‌کنند. با این حال، مکانیسم‌های پیری این سلول‌ها هنوز به خوبی شناخته نشده‌اند. مقاله ایزوستیا به بررسی تغییراتی می‌پردازد که با افزایش سن در رگ‌های خونی رخ می‌دهد و اینکه چرا این تغییرات ممکن است بر توانایی آنها در بازسازی تأثیر بگذارد.

چگونه دانشمندان پیری عروقی را مطالعه کردند

یک تیم بین‌المللی از محققان به رهبری لورا دِ روی از مرکز پزشکی مولکولی CeMM آکادمی علوم اتریش، اولین نقشه جامع از پیری سلول‌های اندوتلیال انسان را ایجاد کرده‌اند. این سلول‌ها پوشش داخلی رگ‌های خونی را تشکیل می‌دهند و در تنظیم جریان خون، کنترل تبادل مواد بین خون و بافت و ترمیم آسیب‌ها نقش دارند.

دانشمندان برای تجزیه و تحلیل خود، داده‌های ۳۴ مطالعه‌ی منتشر شده‌ی قبلی را جمع‌آوری کردند. در مجموع، آنها فعالیت ژن را در بیش از ۳۷۵۰۰۰ سلول به‌دست‌آمده از ۲۹۰ نمونه از ۱۲ نوع بافت انسانی بررسی کردند. این مطالعه در مجله‌ی Nature Aging منتشر شد.

محققان بر روی بافت‌هایی که به عنوان سالم یا عاری از بیماری طبقه‌بندی شده بودند، تمرکز کردند. این امر به آنها اجازه داد تا به جای بیماری‌های شناخته شده، تغییرات مولکولی مرتبط با پیری را که به طور خاص با پیری مرتبط هستند، جست‌و‌جو کنند.

یکی از مشاهدات مهم، تغییراتی در سلول‌های پوشاننده رگ‌ها بود. این سلول‌ها ممکن است در تشکیل شاخه‌های عروقی جدید که برای تجدید شبکه عروقی ضروری هستند، نقش داشته باشند. با این حال، در افراد مسن، محققان کاهش فعالیت چندین ژن مرتبط با تشکیل رگ‌های خونی را مشاهده کردند.

این ممکن است تا حدی توضیح دهد که چرا توانایی سیستم عروقی برای بازسازی با افزایش سن ضعیف می‌شود. با این حال، دانشمندان به طور مستقیم بازسازی عروقی را اندازه‌گیری نکردند، بنابراین این ارتباط را نمی‌توان به عنوان مدرک مستقیمی از کاهش این فرآیند در نظر گرفت. در چندین نوع بافت، محققان همچنین افزایش فعالیت ژن‌های مرتبط با التهاب و پیری سلولی را مشاهده کردند. در این حالت، سلول‌ها تقسیم را متوقف می‌کنند، اما همچنان می‌توانند بر بافت‌های اطراف تأثیر بگذارند.

چگونه سلول‌ها به تغییرات محیطی پاسخ می‌دهند

سلول‌های اندوتلیال دائماً محرک‌های مکانیکی مرتبط با جریان خون و خواص بافت‌های اطراف را دریافت می‌کنند. سپس این سیگنال‌ها را به پاسخ‌های بیولوژیکی تبدیل می‌کنند. تجزیه و تحلیل نشان داده است که فعالیت ژن‌های دخیل در این فرآیند با افزایش سن تغییر می‌کند.

آزمایش‌های بیشتر با بافت پوست انسان، ویژگی دیگری را آشکار کرد: در اهداکنندگان مسن، پروتئین YAP بیشتر در هسته سلول‌های اندوتلیال مشاهده شد. این پروتئین به سلول‌ها کمک می‌کند تا به استرس مکانیکی پاسخ دهند. با این حال، اهمیت این تغییر هنوز مشخص نیست. محققان باید مشخص کنند که آیا افزایش فعالیت YAP به سلول‌ها کمک می‌کند تا با تغییرات مرتبط با سن سازگار شوند یا برعکس، به بدتر شدن عملکرد عروقی کمک می‌کند.

دانشمندان همچنین گروهی از ژن‌های مرتبط با پروتئین p۲۱ را که می‌تواند تقسیم سلولی را کند یا متوقف کند، مورد مطالعه قرار دادند. مقایسه نتایج با داده‌های حاصل از آزمایش‌های آزمایشگاهی و مدل‌های پیری تسریع‌شده در موش‌ها، ارتباط بین این ژن‌ها و پیری سلولی را تأیید کرد. علاوه بر این، آنها هم در پاسخ به استرس و هم در تشکیل عروق دخیل هستند، بنابراین فعالیت آنها نمی‌تواند به طور قطعی تعیین کند که کدام سلول‌ها به طور دائم توانایی تقسیم خود را از دست داده‌اند.

این مطالعه نشان داد که تغییرات مرتبط با سن در سلول‌های اندوتلیال در بخش‌های مختلف سیستم عروقی متفاوت است. همانطور که نویسنده اصلی این مطالعه، سارا دابنر، اشاره کرد، مطالعه سلول‌های بافت‌های مختلف، الگو‌هایی را آشکار کرد که در غیر این صورت ممکن است هنگام تجزیه و تحلیل اندام‌های فردی یا انواع سلول‌ها مورد توجه قرار نگیرند.

یکی از قابل توجه‌ترین یافته‌ها این بود که پیری اندوتلیال در قسمت‌های مختلف سیستم عروقی به طور متفاوتی بروز می‌کند. با ترکیب داده‌های بافت‌های مختلف، ما توانستیم الگو‌هایی را شناسایی کنیم که ممکن است هنگام مطالعه اندام‌های منفرد یا انواع سلول‌های اندوتلیال به صورت جداگانه از دست رفته باشند.

نقشه حاصل به محققان اجازه می‌دهد تا تغییرات مولکولی در رگ‌های خونی در اندام‌های مختلف را مطالعه کنند. یک منبع تعاملی نیز در کنار این کار منتشر شد که به متخصصان کمک می‌کند تا داده‌ها را بررسی کرده و زمینه‌های آزمایش‌های آینده را شناسایی کنند.

چه سوالاتی همچنان بی‌پاسخ مانده‌اند؟

این مطالعه محدودیت‌هایی دارد. محققان داده‌های افراد در سنین مختلف را مقایسه کردند، اما تغییری در بدن همان شرکت‌کنندگان در طول عمرشان مشاهده نکردند. علاوه بر این، اطلاعات مربوط به سبک زندگی و سابقه پزشکی اهداکنندگان ناقص بود و توانایی تفسیر نتایج را محدود می‌کرد.

بنابراین، هنوز نمی‌توان به طور قطعی تعیین کرد که کدام یک از تغییرات شناسایی شده مستقیماً منجر به وخامت عملکرد عروق می‌شوند و کدام یک نشان دهنده سازگاری سلولی با شرایط متغیر هستند. همانطور که لورا دی روی، رهبر مطالعه، تأکید کرد، نقشه ایجاد شده امکان مطالعه پیری عروقی در قسمت‌های مختلف بدن را فراهم می‌کند، به جای اینکه تمام رگ‌های خونی را به عنوان یک سیستم واحد با تغییرات یکسان در نظر بگیریم.

اکنون منبعی داریم که به ما کمک می‌کند تا بفهمیم چه تغییراتی با پیری اندوتلیال همراه است، کدام یک از این تغییرات ممکن است در وخامت عملکرد عروقی نقش داشته باشد و کدام یک ممکن است نشان‌دهنده سازگاری سلول‌های اندوتلیال با یک محیط در حال تغییر باشد.

نویسندگان امیدوارند که مطالعه بیشتر این فرآیند‌ها به درک بهتر مکانیسم‌های تغییرات وابسته به سن در سیستم عروقی و شناسایی حوزه‌های امیدوارکننده برای تحقیقات آینده کمک کند.