چرا دور کمر ما در میانسالی افزایش می‌یابد: سلول‌های بنیادی

این راز نیست که دور کمر ما اغلب در میانسالی افزایش می‌یابد، اما مشکل صرفاً زیبایی نیست. چربی شکم روند پیری را تسریع می‌کند و متابولیسم را کند می‌کند و خطر ابتلا به دیابت، مشکلات قلبی و سایر بیماری‌های مزمن را افزایش می‌دهد. با این حال، دقیقاً چگونگی تبدیل شکم شش تکه به شکمی نرم‌تر توسط سن، مبهم است. تحقیقات جدید نشان می‌دهد که چگونه پیری سلول‌های بنیادی را به سمت فعالیت بیش از حد سوق می‌دهد تا چربی شکمی بیشتری ایجاد کند.

اکنون تحقیقات پیش‌بالینی توسط City of Hope®، یکی از بزرگترین و پیشرفته‌ترین سازمان‌های تحقیقاتی و درمانی سرطان در ایالات متحده و یک مرکز تحقیقاتی پیشرو در زمینه دیابت و سایر بیماری‌های تهدیدکننده زندگی، عامل سلولی پشت چربی شکمی مرتبط با سن را کشف کرده و بینش‌های جدیدی در مورد اینکه چرا قسمت میانی بدن ما با میانسالی بزرگ می‌شود، ارائه می‌دهد. این یافته‌ها که امروز در Science منتشر شده است، هدف جدیدی را برای درمان‌های آینده برای جلوگیری از چاقی شکم و افزایش طول عمر سالم ما پیشنهاد می‌دهد.


کیونگ (آنابل) وانگ، نویسنده مسئول این مطالعه و استادیار غدد درون‌ریز مولکولی و سلولی در موسسه تحقیقات دیابت و متابولیسم آرتور ریگز در City of Hope، یکی از برجسته‌ترین سازمان‌های علمی جهان که به بررسی زیست‌شناسی و درمان دیابت اختصاص دارد، گفت: "افراد اغلب با افزایش سن، عضله از دست می‌دهند و چربی بدنشان افزایش می‌یابد." "ما کشف کردیم که پیری باعث ورود نوع جدیدی از سلول‌های بنیادی بالغ می‌شود و تولید انبوه سلول‌های چربی جدید بدن، به ویژه در اطراف شکم را افزایش می‌دهد."


دانشمندان با همکاری دکتر شیا یانگ، نویسنده همکار آزمایشگاه UCLA، مجموعه‌ای از آزمایش‌ها را روی موش‌ها انجام دادند که بعداً روی سلول‌های انسانی نیز تأیید شد. وانگ و همکارانش بر بافت چربی سفید (WAT)، بافت چربی مسئول افزایش وزن مرتبط با سن، تمرکز کردند.

در حالی که به خوبی شناخته شده است که سلول‌های چربی با افزایش سن بزرگتر می‌شوند، دانشمندان گمان می‌کردند که WAT با تولید سلول‌های چربی جدید نیز گسترش می‌یابد، به این معنی که ممکن است پتانسیل نامحدودی برای رشد داشته باشد.

برای آزمایش فرضیه خود، محققان بر روی سلول‌های پیش‌ساز آدیپوسیت (APCs)، گروهی از سلول‌های بنیادی در WAT که به سلول‌های چربی تبدیل می‌شوند، تمرکز کردند.

تیم شهر امید ابتدا APCها را از موش‌های جوان و مسن‌تر به گروه دوم موش‌های جوان پیوند زد. APCهای حیوانات مسن‌تر به سرعت مقدار زیادی سلول چربی تولید کردند.

با این حال، هنگامی که تیم APCها را از موش‌های جوان به موش‌های مسن‌تر پیوند زد، سلول‌های بنیادی سلول‌های چربی جدید زیادی تولید نکردند. نتایج تأیید کرد که سلول‌های بنیادی پیش‌ساز چربی (APC) مسن‌تر، صرف نظر از سن میزبان، قادر به ساخت مستقل سلول‌های چربی جدید هستند.

دانشمندان در مرحله بعد با استفاده از توالی‌یابی RNA تک سلولی، فعالیت ژن APC را در موش‌های جوان و مسن‌تر مقایسه کردند. در حالی که APCها در موش‌های جوان به سختی فعال بودند، در موش‌های میانسال با قدرت بیشتری از خواب بیدار شدند و شروع به پمپاژ سلول‌های چربی جدید کردند.

دکتر آدولفو گارسیا-اوکانا، رئیس بخش تحقیقات تنظیم ژن و کشف دارو در موسسه روث بی. و رابرت کی. لانمن و رئیس دپارتمان غدد درون‌ریز مولکولی و سلولی در سیتی هوپ، گفت: «در حالی که ظرفیت رشد اکثر سلول‌های بنیادی بالغ با افزایش سن کاهش می‌یابد، عکس این قضیه در مورد APCها صادق است - پیری قدرت این سلول‌ها را برای تکامل و گسترش آزاد می‌کند.» «این اولین مدرکی است که نشان می‌دهد شکم ما با افزایش سن به دلیل تولید زیاد سلول‌های چربی جدید توسط APCها، بزرگ می‌شود.»

پیری همچنین APCها را به نوع جدیدی از سلول‌های بنیادی به نام پیش‌آدیپوسیت‌های متعهد، مختص سن (CP-As) تبدیل کرد. سلول‌های CP-A که در میانسالی ایجاد می‌شوند، به طور فعال سلول‌های چربی جدید تولید می‌کنند و همین امر توضیح می‌دهد که چرا موش‌های مسن‌تر وزن بیشتری اضافه می‌کنند.

یک مسیر سیگنالینگ به نام گیرنده فاکتور مهارکننده لوسمی (LIFR) برای تکثیر و تبدیل این سلول‌های CP-A به سلول‌های چربی حیاتی است.

وانگ توضیح داد: "ما کشف کردیم که فرآیند چربی‌سازی بدن توسط LIFR هدایت می‌شود. در حالی که موش‌های جوان برای تولید چربی به این سیگنال نیاز ندارند، موش‌های مسن‌تر به آن نیاز دارند. تحقیقات ما نشان می‌دهد که LIFR نقش مهمی در تحریک CP-Aها برای ایجاد سلول‌های چربی جدید و افزایش چربی شکم در موش‌های مسن‌تر ایفا می‌کند."

وانگ و همکارانش در مرحله بعد با استفاده از توالی‌یابی RNA تک سلولی بر روی نمونه‌هایی از افراد در سنین مختلف، APCها را از بافت انسان در آزمایشگاه مطالعه کردند. باز هم، این تیم سلول‌های CP-A مشابهی را شناسایی کرد که تعداد آنها در بافت افراد میانسال افزایش یافته بود. کشف آنها همچنین نشان می‌دهد که CP-Aها در انسان ظرفیت بالایی در ایجاد سلول‌های چربی جدید دارند.

وانگ گفت: «یافته‌های ما اهمیت کنترل تشکیل سلول‌های چربی جدید را برای مقابله با چاقی مرتبط با سن برجسته می‌کند. درک نقش CP-As در اختلالات متابولیک و چگونگی ظهور این سلول‌ها در طول پیری می‌تواند به راه‌حل‌های پزشکی جدیدی برای کاهش چربی شکم و بهبود سلامت و طول عمر منجر شود.»

تحقیقات آینده بر ردیابی سلول‌های CP-A در مدل‌های حیوانی، مشاهده سلول‌های CP-A در انسان و توسعه استراتژی‌های جدیدی که سلول‌ها را از بین می‌برند یا مسدود می‌کنند تا از افزایش چربی مرتبط با سن جلوگیری کنند، متمرکز خواهد بود.