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Biomolecules2021Feb08Vol.11issue(2)

「細胞膜の老化の理論」と老化における生物活性脂質の役割、および老化関連疾患とその治療的意味

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文献タイプ:
  • Journal Article
  • Research Support, Non-U.S. Gov't
  • Review
概要
Abstract

脂質は細胞膜の必須構成要素であり、多価不飽和脂肪酸 (PUFA) が最も重要な成分です。ホスホリパーゼ A2 (PLA2) の活性化は、細胞膜からの PUFA の放出を誘導し、いくつかの細胞プロセスに関与する炎症促進性および抗炎症性生理活性脂質の前駆体を形成します。PUFA である GLA (ガンマリノレン酸)、DGLA (ジホモ GLA)、AA (アラキドン酸)、EPA (エイコサペンタエン酸)、DHA (ドコサヘキサエン酸) は、食事性リノール酸 (LA) とアルファ リノレン酸 (ALA) に由来します。年齢とともに活性が低下するデサチュラーゼの作用による。その結果、老化した細胞は、GLA、DGLA、AA、AA、EPA、DHA、およびそれらの代謝産物が欠乏します。LA、ALA、AA、EPA、DHA は食事から直接摂取することもでき、それらの欠乏 (脂肪酸) は栄養失調やいくつかのミネラル、微量元素、ビタミンの欠乏を示している可能性があります。これらの一部は正常な活動に非常に必要な補因子でもあります。デサチュラーゼの。多くの場合(患者)、GLA、DGLA、AA、EPA、DHA の血漿および組織レベルは低いですが(高血圧症、2 型糖尿病の患者に見られるように)、他の栄養素は欠乏していません。したがって、これらの症状で認められる GLA、DGLA、AA、EPA、および DHA の欠乏は、デサチュラーゼおよびエロンガーゼの活性低下によるものであると考えるのが合理的です。PUFA は、プロテインキナーゼ A に依存した SIRT1-PGC1α 複合体の活性化を通じて SIRT1 を刺激し、脂肪酸酸化速度を高め、老化に伴う脂質調節異常を防ぎます。SIRT1の活性化により老化を防ぎます。すべての SIRT の中で、SIRT6 は中間代謝とゲノムの安定性に重要です。SIRT6欠損マウスは寿命が短く、DNA修復に欠陥があり、がん遺伝子の活性化によりがんの発生率が高くなります。SIRT6 の過剰発現は、転写レベルでの抗炎症効果に加えて、LDL およびトリグリセリドのレベルを低下させ、耐糖能を改善し、マウスの寿命を延ばします。PUFA とその抗炎症性代謝物は、SIRT6 や他の SIRT の活性に影響を及ぼし、代謝、炎症、ゲノム維持に作用をもたらします。GLA、DGLA、AA、EPA、DHA、プロスタグランジン E2 (PGE2)、リポキシン A4 (LXA4) (それぞれ AA の炎症促進性代謝産物と抗炎症性代謝物) は、さまざまな SIRT (SIRT1 SIRT2、SIRT3、SIRT4、SIRT5、SIRT6) を活性化/抑制します。、PPAR-γ、PARP、p53、SREBP1、細胞内cAMP含量、PKA活性およびペルオキシソーム増殖因子活性化受容体γコアクチベーター1-α(PGC1-α)。これは、デサチュラーゼ、COX-2 および 5-、12-、15-LOX (それぞれシクロオキシゲナーゼとリポキシゲナーゼ) の活性の変化による生理活性脂質の代謝の変化が、細胞の年齢と細胞の年齢の決定に重要な役割を果たしている可能性があることを意味します。いくつかの老化に関連する疾患の発症、ゲノムの安定性、遺伝子および癌遺伝子の活性化。したがって、生理活性脂質(GLA、DGLA、AA、EPA、DHA、PGE2、LXA4)の恒常性を維持するように設計された方法は、老化プロセスとそれに関連する代謝異常を阻止する可能性があります。

脂質は細胞膜の必須構成要素であり、多価不飽和脂肪酸 (PUFA) が最も重要な成分です。ホスホリパーゼ A2 (PLA2) の活性化は、細胞膜からの PUFA の放出を誘導し、いくつかの細胞プロセスに関与する炎症促進性および抗炎症性生理活性脂質の前駆体を形成します。PUFA である GLA (ガンマリノレン酸)、DGLA (ジホモ GLA)、AA (アラキドン酸)、EPA (エイコサペンタエン酸)、DHA (ドコサヘキサエン酸) は、食事性リノール酸 (LA) とアルファ リノレン酸 (ALA) に由来します。年齢とともに活性が低下するデサチュラーゼの作用による。その結果、老化した細胞は、GLA、DGLA、AA、AA、EPA、DHA、およびそれらの代謝産物が欠乏します。LA、ALA、AA、EPA、DHA は食事から直接摂取することもでき、それらの欠乏 (脂肪酸) は栄養失調やいくつかのミネラル、微量元素、ビタミンの欠乏を示している可能性があります。これらの一部は正常な活動に非常に必要な補因子でもあります。デサチュラーゼの。多くの場合(患者)、GLA、DGLA、AA、EPA、DHA の血漿および組織レベルは低いですが(高血圧症、2 型糖尿病の患者に見られるように)、他の栄養素は欠乏していません。したがって、これらの症状で認められる GLA、DGLA、AA、EPA、および DHA の欠乏は、デサチュラーゼおよびエロンガーゼの活性低下によるものであると考えるのが合理的です。PUFA は、プロテインキナーゼ A に依存した SIRT1-PGC1α 複合体の活性化を通じて SIRT1 を刺激し、脂肪酸酸化速度を高め、老化に伴う脂質調節異常を防ぎます。SIRT1の活性化により老化を防ぎます。すべての SIRT の中で、SIRT6 は中間代謝とゲノムの安定性に重要です。SIRT6欠損マウスは寿命が短く、DNA修復に欠陥があり、がん遺伝子の活性化によりがんの発生率が高くなります。SIRT6 の過剰発現は、転写レベルでの抗炎症効果に加えて、LDL およびトリグリセリドのレベルを低下させ、耐糖能を改善し、マウスの寿命を延ばします。PUFA とその抗炎症性代謝物は、SIRT6 や他の SIRT の活性に影響を及ぼし、代謝、炎症、ゲノム維持に作用をもたらします。GLA、DGLA、AA、EPA、DHA、プロスタグランジン E2 (PGE2)、リポキシン A4 (LXA4) (それぞれ AA の炎症促進性代謝産物と抗炎症性代謝物) は、さまざまな SIRT (SIRT1 SIRT2、SIRT3、SIRT4、SIRT5、SIRT6) を活性化/抑制します。、PPAR-γ、PARP、p53、SREBP1、細胞内cAMP含量、PKA活性およびペルオキシソーム増殖因子活性化受容体γコアクチベーター1-α(PGC1-α)。これは、デサチュラーゼ、COX-2 および 5-、12-、15-LOX (それぞれシクロオキシゲナーゼとリポキシゲナーゼ) の活性の変化による生理活性脂質の代謝の変化が、細胞の年齢と細胞の年齢の決定に重要な役割を果たしている可能性があることを意味します。いくつかの老化に関連する疾患の発症、ゲノムの安定性、遺伝子および癌遺伝子の活性化。したがって、生理活性脂質(GLA、DGLA、AA、EPA、DHA、PGE2、LXA4)の恒常性を維持するように設計された方法は、老化プロセスとそれに関連する代謝異常を阻止する可能性があります。

Lipids are an essential constituent of the cell membrane of which polyunsaturated fatty acids (PUFAs) are the most important component. Activation of phospholipase A2 (PLA2) induces the release of PUFAs from the cell membrane that form precursors to both pro- and ant-inflammatory bioactive lipids that participate in several cellular processes. PUFAs GLA (gamma-linolenic acid), DGLA (dihomo-GLA), AA (arachidonic acid), EPA (eicosapentaenoic acid) and DHA (docosahexaenoic acid) are derived from dietary linoleic acid (LA) and alpha-linolenic acid (ALA) by the action of desaturases whose activity declines with age. Consequently, aged cells are deficient in GLA, DGLA, AA, AA, EPA and DHA and their metabolites. LA, ALA, AA, EPA and DHA can also be obtained direct from diet and their deficiency (fatty acids) may indicate malnutrition and deficiency of several minerals, trace elements and vitamins some of which are also much needed co-factors for the normal activity of desaturases. In many instances (patients) the plasma and tissue levels of GLA, DGLA, AA, EPA and DHA are low (as seen in patients with hypertension, type 2 diabetes mellitus) but they do not have deficiency of other nutrients. Hence, it is reasonable to consider that the deficiency of GLA, DGLA, AA, EPA and DHA noted in these conditions are due to the decreased activity of desaturases and elongases. PUFAs stimulate SIRT1 through protein kinase A-dependent activation of SIRT1-PGC1α complex and thus, increase rates of fatty acid oxidation and prevent lipid dysregulation associated with aging. SIRT1 activation prevents aging. Of all the SIRTs, SIRT6 is critical for intermediary metabolism and genomic stability. SIRT6-deficient mice show shortened lifespan, defects in DNA repair and have a high incidence of cancer due to oncogene activation. SIRT6 overexpression lowers LDL and triglyceride level, improves glucose tolerance, and increases lifespan of mice in addition to its anti-inflammatory effects at the transcriptional level. PUFAs and their anti-inflammatory metabolites influence the activity of SIRT6 and other SIRTs and thus, bring about their actions on metabolism, inflammation, and genome maintenance. GLA, DGLA, AA, EPA and DHA and prostaglandin E2 (PGE2), lipoxin A4 (LXA4) (pro- and anti-inflammatory metabolites of AA respectively) activate/suppress various SIRTs (SIRt1 SIRT2, SIRT3, SIRT4, SIRT5, SIRT6), PPAR-γ, PARP, p53, SREBP1, intracellular cAMP content, PKA activity and peroxisome proliferator-activated receptor γ coactivator 1-α (PGC1-α). This implies that changes in the metabolism of bioactive lipids as a result of altered activities of desaturases, COX-2 and 5-, 12-, 15-LOX (cyclo-oxygenase and lipoxygenases respectively) may have a critical role in determining cell age and development of several aging associated diseases and genomic stability and gene and oncogene activation. Thus, methods designed to maintain homeostasis of bioactive lipids (GLA, DGLA, AA, EPA, DHA, PGE2, LXA4) may arrest aging process and associated metabolic abnormalities.

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