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Wissenschaftler entdecken entzündungshemmendes Molekül, das im alternden Gehirn abnimmt

Wissenschaftler entdecken entzündungshemmende Moleküle, die im alternden Gehirn abnehmen
  • Eine Klasse von Lipiden namens SGDGs (3-Sulfogalactosyldiacylglycerine) nimmt mit zunehmendem Alter im Gehirn ab und kann entzündungshemmende Wirkungen haben.
  • Die Analyse zeigte, dass SGDGs entzündungshemmende Eigenschaften besitzen, die Auswirkungen auf neurodegenerative Erkrankungen und andere neurologische Erkrankungen haben könnten, die mit einer erhöhten Entzündung im Gehirn einhergehen.

Dieser Artikel wurde auf ScienceDaily.com veröffentlicht:

Das Altern bringt komplizierte Wendungen in der Handlung und eine Vielzahl von Charakteren mit sich: Entzündungen, Stress, Stoffwechselveränderungen und viele andere. Jetzt enthüllt ein Team von Wissenschaftlern des Salk Institute und der UC San Diego einen weiteren Faktor, der am Alterungsprozess beteiligt ist – eine Klasse von Lipiden namens SGDGs (3-Sulfogalactosyldiacylglycerine), die mit zunehmendem Alter im Gehirn abnehmen und möglicherweise entzündungshemmende Wirkungen haben.

Die Studie, veröffentlicht in Naturchemische Biologie am 20. Oktober 2022 hilft dabei, die molekularen Grundlagen der Gehirnalterung zu entschlüsseln, deckt neue Mechanismen auf, die altersbedingten neurologischen Erkrankungen zugrunde liegen, und bietet zukünftige Möglichkeiten für therapeutische Interventionen.

„Diese SGDGs spielen eindeutig eine wichtige Rolle beim Altern, und dieser Befund eröffnet die Möglichkeit, dass es andere entscheidende Alterungspfade gibt, die uns bisher entgangen sind“, sagt Mitautor Alan Saghatelian, Professor an den Clayton Foundation Laboratories for Peptide Biology und Salk Inhaber des Dr. Frederik Paulsen Lehrstuhls. „Dies ist ein ziemlich klarer Fall von etwas, das in Zukunft stärker untersucht werden sollte.“

SGDGs sind eine Klasse von Lipiden, auch Fette genannt. Lipide tragen zur Struktur, Entwicklung und Funktion gesunder Gehirne bei, während schlecht regulierte Lipide mit Alterung und Erkrankungen des Gehirns in Verbindung stehen. Allerdings sind Lipide im Gegensatz zu Genen und Proteinen nicht gut verstanden und werden in der Alterungsforschung oft übersehen. Saghatelian ist auf die Entdeckung neuer Lipide und die Aufklärung ihrer Strukturen spezialisiert.

Sein Labor machte in Zusammenarbeit mit Professor Dionicio Siegel an der UC San Diego drei Entdeckungen im Zusammenhang mit SGDGs: Im Gehirn unterscheiden sich die Lipidspiegel bei älteren Mäusen stark von denen bei jüngeren; alle Mitglieder der SGDG-Familie und verwandte Lipide verändern sich mit dem Alter erheblich; und SGDGs können durch Prozesse reguliert werden, von denen bekannt ist, dass sie das Altern regulieren.

Um zu diesen Erkenntnissen zu gelangen, verfolgte das Team einen ungewöhnlichen, explorativen Ansatz, der die groß angelegte Untersuchung von Lipiden (Lipidomics) mit Strukturchemie und fortschrittlicher Datenanalyse kombinierte. Sie erstellten zunächst Lipidprofile von Mäusegehirnen im Alter von fünf Jahren, zwischen einem und 18 Monaten, mithilfe von Flüssigkeitschromatographie-Massenspektrometrie. Technologische Fortschritte bei dieser Instrumentierung haben die Anzahl der den Wissenschaftlern zur Verfügung stehenden Datenpunkte erheblich erweitert, und eine fortschrittliche Datenanalyse ermöglichte es ihnen, altersbedingte Muster in den enormen Lipidprofilen zu bestimmen. Anschließend konstruierte das Team SGDG-Moleküle und testete sie auf biologische Aktivität.

„SGDGs wurden erstmals in den 1970er Jahren identifiziert, aber es gab nur wenige Folgestudien. Diese Lipide gerieten im Wesentlichen in Vergessenheit und fehlten in den Lipiddatenbanken. Niemand wusste, dass sich SGDGs im Laufe des Alterns verändern oder reguliert werden würden, geschweige denn, dass sie Bioaktivität haben und möglicherweise.“ , therapeutisch zielgerichtet sein“, sagt Erstautor Dan Tan, Postdoktorand in Saghatelians Labor in Salk.

Die Analyse zeigte, dass SGDGs entzündungshemmende Eigenschaften besitzen, die Auswirkungen auf neurodegenerative Erkrankungen und andere neurologische Erkrankungen haben könnten, die mit einer erhöhten Entzündung im Gehirn einhergehen.

Das Team entdeckte außerdem, dass SGDGs im Gehirn von Menschen und Primaten vorkommen, was darauf hindeutet, dass SGDGs auch bei anderen Tieren als Mäusen eine wichtige Rolle spielen könnten. Weitere Untersuchungen sind erforderlich, um zu zeigen, ob SGDGs zur menschlichen Neuroinflammation beitragen.

In Zukunft wird das Team untersuchen, wie SGDGs mit zunehmendem Alter reguliert werden und welche Proteine ​​für deren Herstellung und Abbau verantwortlich sind. Dies könnte die Tür zur Entdeckung neuer genetischer Aktivitäten im Zusammenhang mit dem Altern öffnen.

„Mit dem Verständnis der Struktur von SGDGs und unserer Fähigkeit, sie im Labor herzustellen, ist die Untersuchung dieser wichtigen Lipide nun weit offen und reif für Entdeckungen“, sagt Siegel, Mitautor der Studie.

Weitere Autoren waren Meric Erikci Ertunc, Justin Wang, Tina Chang, Antonio FM Pinto, Andrea Rocha, Cynthia J. Donaldson, Joan M. Vaughan, Peter C. Gray, Pamela Maher und Nicola J. Allen von Salk; Srihari Konduri von der UC San Diego; Pan Zhang von der UC Los Angeles; Raissa G. Ludwig und Marcelo A. Mori von der Universität Campinas, Brasilien; Elizabeth Willey und Andrew Dillin von der UC Berkeley; Manasi Iyer und Bradley Zuchero von der Stanford University; und Steven G. Kohama von der Oregon Health and Science University.

Diese Arbeit wurde von Ferring Pharmaceuticals und Frederik Paulsen, den National Institutes of Health (P30 CA014195, R01DK106210, R01NS119823, R01AG069206 und RF1AG061296), dem Oregon National Primate Research Center (P51 OD 010092), der Wu Tsai Human Performance Alliance und dem Joe finanziert und Clara Tsai Foundation, die Anderson Foundation, die Bruce Ford and Anne Smith Bundy Foundation, das Pioneer Fellowship, das Howard Hughes Medical Institute, das CZI Neurodegeneration Network und die Sãn Paulo Research Foundation (2017/01184-9).


Quelle der Geschichte:

Materialien zur Verfügung gestellt von Salk-Institut. Hinweis: Der Inhalt kann hinsichtlich Stil und Länge bearbeitet werden.


Zeitschriftenreferenz:

  1. Dan Tan, Srihari Konduri, Meric Erikci Ertunc, Pan Zhang, Justin Wang, Tina Chang, Antonio FM Pinto, Andrea Rocha, Cynthia J. Donaldson, Joan M. Vaughan, Raissa G. Ludwig, Elizabeth Willey, Manasi Iyer, Peter C. Gray, Pamela Maher, Nicola J. allen, j. Bradley Zuchero, Andrew Dillin, Marcelo A. Mori, Steven G. Kohama, Dionicio Siegel, Alan Saghatelian. Eine Klasse entzündungshemmender Lipide nimmt mit zunehmendem Alter im Zentralnervensystem ab. Naturchemische Biologie, 2022; DOI: 10.1038/s41589-022-01165-6


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