ให้ความรู้เกี่ยวกับริ้วรอยบนใบหน้า

Keshav Singh, Ph.D. และเพื่อนร่วมงานได้ทำเช่นนั้นในรูปแบบเมาส์ที่พัฒนาขึ้นที่มหาวิทยาลัยอลาบามาที่เบอร์มิงแฮม เมื่อเกิดการกลายพันธุ์ที่นำไปสู่ความผิดปกติของไมโตคอนเดรีย หนูจะพัฒนาผิวหนังที่เหี่ยวย่นและผมร่วงเป็นวงกว้างในเวลาไม่กี่สัปดาห์ เมื่อการทำงานของไมโตคอนเดรียได้รับการฟื้นฟูโดยการปิดการทำงานของยีนที่ทำหน้าที่ผิดปกติของไมโตคอนเดรีย หนูจะกลับสู่ผิวที่เรียบเนียนและขนหนา ซึ่งแยกไม่ออกจากหนูที่มีสุขภาพดีในวัยเดียวกัน "ตามความรู้ของเรา ข้อสังเกตนี้ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน" ซิงห์ ศาสตราจารย์ด้านพันธุศาสตร์แห่ง UAB School of Medicine กล่าว ที่สำคัญ การกลายพันธุ์ที่ทำเช่นนี้อยู่ในยีนนิวเคลียร์ที่ส่งผลต่อการทำงานของไมโทคอนเดรีย ซึ่งเป็นออร์แกเนลล์เล็กๆ ที่รู้จักกันในชื่อโรงไฟฟ้าของเซลล์ ไมโทคอนเดรียจำนวนมากในเซลล์ผลิตพลังงานเคมีถึง 90 เปอร์เซ็นต์ที่เซลล์ต้องการเพื่อความอยู่รอด ในมนุษย์ การทำงานของไมโตคอนเดรียลดลงจะเห็นได้ในช่วงอายุ และความผิดปกติของไมโทคอนเดรียสามารถทำให้เกิดโรคที่เกี่ยวข้องกับอายุได้ การลดลงของ DNA ในไมโทคอนเดรียยังเกี่ยวข้องกับโรคของไมโทคอนเดรียของมนุษย์ โรคหัวใจและหลอดเลือด เบาหวาน ความผิดปกติทางระบบประสาทที่เกี่ยวข้องกับอายุ และมะเร็ง "เมาส์รุ่นนี้" ซิงห์กล่าว "ควรเป็นโอกาสที่ไม่เคยมีมาก่อนสำหรับการพัฒนากลยุทธ์การพัฒนายาป้องกันและรักษาโรคเพื่อเพิ่มการทำงานของไมโตคอนเดรียสำหรับการรักษาโรคผิวหนังและเส้นผมที่เกี่ยวข้องกับอายุ และโรคอื่น ๆ ในมนุษย์ซึ่งมีความผิดปกติของไมโทคอนเดรีย ริ้วรอย มีบทบาทสำคัญ” การกลายพันธุ์ในแบบจำลองของเมาส์เกิดขึ้นเมื่อเติมยาปฏิชีวนะด็อกซีไซคลินลงในอาหารหรือน้ำดื่ม สิ่งนี้ทำให้เกิดการพร่องของ mitochondrial DNA เนื่องจากเอนไซม์ที่จะทำซ้ำ DNA จะไม่ทำงาน ในสี่สัปดาห์ หนูแสดงอาการผมหงอก ความหนาแน่นของเส้นผมลดลง ผมร่วง เคลื่อนไหวช้าลง และเซื่องซึม การเปลี่ยนแปลงที่ชวนให้นึกถึงความชราตามธรรมชาติ ผิวหนังเหี่ยวย่นพบได้สี่ถึงแปดสัปดาห์หลังจากการเหนี่ยวนำการกลายพันธุ์ และผู้หญิงมีผิวหนังเหี่ยวย่นรุนแรงกว่าผู้ชาย ผมร่วงและผิวหนังเหี่ยวย่นนี้สามารถแก้ไขได้โดยการปิดการกลายพันธุ์ ภาพด้านล่างแสดงการหลุดร่วงของเส้นขนและผิวหนังที่เหี่ยวย่นหลังจากการเหนี่ยวนำด้วย doxycycline สองเดือน และหนูตัวเดิมในหนึ่งเดือนต่อมาหลังจากหยุดการให้ doxycycline ทำให้สามารถฟื้นฟู DNA ของไมโทคอนเดรียที่หมดลงได้ มีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในอวัยวะอื่นๆ เมื่อเกิดการกลายพันธุ์ ซึ่งบ่งชี้ถึงบทบาทสำคัญของไมโตคอนเดรียในผิวหนังเมื่อเทียบกับเนื้อเยื่ออื่นๆ ผิวที่มีรอยเหี่ยวย่นจะมีการเปลี่ยนแปลงที่คล้ายคลึงกันทั้งจากความชราทั้งภายในและภายนอก กล่าวคือ ความชราจากภายในเป็นกระบวนการตามธรรมชาติของความชรา ความชราจากภายนอกคือผลกระทบของปัจจัยภายนอกที่มีอิทธิพลต่อความชรา เช่น รอยเหี่ยวย่นของผิวหนังที่เกิดจากแสงแดดจัดหรือเป็นเวลานาน - การสูบบุหรี่ระยะ จากรายละเอียดต่างๆ ผิวหนังของหนูที่ถูกเหนี่ยวนำให้เกิดการกลายพันธุ์แสดงจำนวนเซลล์ผิวหนังที่เพิ่มขึ้น ชั้นนอกหนาขึ้นผิดปกติ รูขุมขนทำงานผิดปกติ และการอักเสบที่เพิ่มขึ้นซึ่งดูเหมือนจะมีส่วนทำให้เกิดพยาธิสภาพของผิวหนัง สิ่งเหล่านี้คล้ายกับความชราของผิวหนังภายนอกในมนุษย์ หนูที่มีไมโตคอนเดรียลดีเอ็นเอพร่องยังแสดงการเปลี่ยนแปลงของเครื่องหมายที่เกี่ยวข้องกับอายุสี่ตัวในเซลล์ ซึ่งคล้ายกับความชราที่แท้จริง ผิวหนังยังแสดงการหยุดชะงักของความสมดุลระหว่างเอนไซม์เมทริกซ์เมทัลโลโปรตีนเนสและสารยับยั้งเฉพาะเนื้อเยื่อของพวกมัน ความสมดุลของทั้งสองสิ่งนี้จำเป็นต่อการรักษาเส้นใยคอลลาเจนในผิวหนังที่ป้องกันรอยเหี่ยวย่น ไมโทคอนเดรียของหนูที่ถูกเหนี่ยวนำให้เกิดการกลายพันธุ์มีปริมาณดีเอ็นเอของไมโทคอนเดรียลดลง การแสดงออกของยีนของไมโตคอนเดรียเปลี่ยนแปลง และความไม่เสถียรของคอมเพล็กซ์ขนาดใหญ่ในไมโทคอนเดรียที่เกี่ยวข้องกับการเกิดออกซิเดทีฟฟอสโฟรีเลชั่น การกลับรายการของการกลายพันธุ์ช่วยฟื้นฟูการทำงานของไมโตคอนเดรีย เช่นเดียวกับพยาธิสภาพของผิวหนังและเส้นขน สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าไมโทคอนเดรียเป็นตัวควบคุมความชราของผิวหนังและการสูญเสียเส้นผมที่ย้อนกลับได้ ซึ่งเป็นข้อสังเกตที่ Singh เรียกว่า "น่าประหลาดใจ" "มันชี้ให้เห็นว่ากลไก epigenetic ที่อยู่ภายใต้การพูดคุยข้ามไมโทคอนเดรียกับนิวเคลียสต้องมีบทบาทสำคัญในการฟื้นฟูฟีโนไทป์ของผิวหนังและเส้นขนตามปกติ" ซิงห์กล่าวซึ่งได้รับการแต่งตั้ง UAB รองเป็นศาสตราจารย์ด้านพยาธิวิทยา "จำเป็นต้องมีการทดลองเพิ่มเติมเพื่อตรวจสอบว่าการเปลี่ยนแปลงฟีโนไทป์ในอวัยวะอื่นสามารถย้อนกลับเป็นระดับไวด์ไทป์ได้หรือไม่โดยการฟื้นฟูดีเอ็นเอของไมโทรคอนเดรีย"