Giới thiệu
Rối loạn chức năng ty lạp thể, bao gồm giảm khả năng oxy hóa và tăng tổn thương oxy hóa, được cho là góp phần đáng kể vào quá trình lão hóa sinh học.
- Mitochondria (ty thể) nhà máy sản xuất năng lượng của tế bào
- 10 cách để tăng cường ty thể
- 33 cách tự nhiên để cải thiện chức năng ty thể
Một tác động cơ bản của ty thể đối với quá trình lão hóa đã được đề xuất từ vài thập kỷ trước. Một khái niệm coi lão hóa là kết quả của sự tích tụ thiệt hại đối với các phân tử sinh học do sản xuất quá mức các loại oxy phản ứng có độc tính cao (ROS). Khái niệm này được phát triển thành lý thuyết lão hóa của ty thể vì ty thể là nhà sản xuất chính của ROS trong tế bào.
Theo lý thuyết này, với tuổi tác, ty thể tích lũy thiệt hại do ROS gây ra và trở nên rối loạn chức năng. Theo thời gian, chức năng của các tế bào suy giảm gây ra lão hóa và tử vong sau đó.
Khái niệm này được hỗ trợ bởi ngày càng nhiều dữ liệu thực nghiệm từ động vật. Ví dụ, những con chuột được phát triển để có tỷ lệ đột biến cao trong DNA ty thể (mtDNA) (được gọi là chuột đột biến mtDNA) biểu hiện các kiểu hình lão hóa cao.
Mặt khác, nhiều nghiên cứu gần đây cũng đưa ra những dữ liệu trái ngược với lý thuyết này. Ví dụ, việc loại bỏ gen superoxide dismutase (enzyme phân hủy các phân tử oxy gây hại trong tế bào) không ảnh hưởng đến tuổi thọ của Caenorhabditis elegans. Điều này nói lên rằng, vai trò của ty thể trong quá trình lão hóa dường như rất phức tạp.
Ty thể là các bào quan tự trị dưới tế bào chịu trách nhiệm chính cho việc tạo ra năng lượng và tổng hợp ATP. Bên cạnh đó, ty thể đóng một vai trò thiết yếu trong chuyển hóa axit amin và lipid và điều hòa quá trình chết theo chương trình.
Ty thể có DNA riêng của chúng; tuy nhiên, nó chỉ mã hóa 1% trong số khoảng 1.000 protein ty thể. Phần lớn các protein ty thể được mã hóa bởi DNA hạt nhân và được vận chuyển đến ty thể từ tế bào chất.
Ti thể có thể thay đổi về số lượng và khối lượng do các quá trình năng động như phân hạch và nguyên phân. Mitophagy là một hình thức autophagy cụ thể cần thiết để làm suy giảm ty thể bị rối loạn chức năng hoặc bị hư hỏng.
Bài đánh giá này xem xét ngắn gọn những thay đổi chính trong chức năng và động lực học của ty thể khiến chúng hoạt động sai chức năng và góp phần gây ra lão hóa.
Tóm lược
Những thay đổi liên quan đến tuổi tác trong ty thể có liên quan đến sự suy giảm chức năng của ty thể. Với tuổi cao, khối lượng, tính toàn vẹn và chức năng của DNA ty thể giảm do tích lũy các đột biến và tổn thương oxy hóa do các loại oxy phản ứng (ROS) gây ra.
Ở những đối tượng lớn tuổi, ty thể được đặc trưng bởi chức năng bị suy giảm như khả năng oxy hóa giảm, giảm phosphoryl oxy hóa, giảm sản xuất ATP, tăng đáng kể khả năng tạo ROS và giảm khả năng chống oxy hóa.
Quá trình sinh học của ty thể suy giảm theo tuổi tác do sự thay đổi trong động lực học của ty thể và sự ức chế của quá trình nguyên phân, một quá trình autophagy loại bỏ các ty thể bị rối loạn chức năng.
Những bất thường phụ thuộc vào tuổi tác trong kiểm soát chất lượng của ty thể làm suy yếu và suy giảm chức năng của ty thể.
Ở các mô già, quá trình chết theo chương trình qua trung gian ty thể tăng cường góp phần làm tăng tỷ lệ tế bào chết theo chương trình. Tuy nhiên, việc thực hiện các chiến lược như hạn chế calo và rèn luyện thể chất thường xuyên có thể làm chậm quá trình lão hóa của ty thể và làm giảm kiểu hình liên quan đến tuổi tác ở người.
Những thay đổi trong DNA ti thể trong quá trình lão hóa
Lý thuyết về sự lão hóa của ty thể dựa trên thực tế là DNA ty thể (mtDNA) có tỷ lệ đột biến cao hơn và bộ máy sửa chữa kém hiệu quả hơn so với DNA hạt nhân. Tốc độ đột biến của mtDNA cao gấp 15 lần so với DNA nhân.
Thật vậy, sự tích lũy các đột biến trong mtDNA có thể đạt đến ngưỡng tới hạn và gây ra các tác động bất lợi, đặc biệt là ở ty thể, trong đó các thành phần hoạt động không đúng cách hoặc bị hư hỏng của chuỗi hô hấp cần phải được thay thế. Đột biến trong mtDNA làm thay đổi biểu hiện của phức hợp phosphoryl hóa oxy hóa (OxPhos) có thể dẫn đến rối loạn chức năng ty thể và tăng tốc quá trình tạo ROS.
Sự phát triển của chuột đột biến mtDNA, mtDNA polymerase γ bị đột biến, đã làm nổi bật tiềm năng mạnh mẽ của các đột biến mtDNA trong quá trình lão hóa. Những con chuột này có một cơ chế khiếm khuyết trong quá trình hiệu đính mtDNA của chúng trong quá trình sao chép và dẫn đến việc tạo ra một số lượng lớn các đột biến mới và sự phát triển của các kiểu hình lão hóa sớm.
Theo khái niệm “vòng luẩn quẩn” (“vicious cycle”), các đột biến mtDNA được tích lũy theo cấp số nhân và có liên quan đến sự bùng nổ rõ rệt trong quá trình sản xuất ROS.
Tuy nhiên, các thí nghiệm liên quan đến chuột đột biến mtDNA đã cho thấy một tiến trình tuyến tính trong việc tích lũy các đột biến mtDNA trong suốt vòng đời. Không có thay đổi đáng kể nào trong quá trình sản xuất ROS và hoạt động của các enzym chống oxy hóa ở chuột đột biến mtDNA so với động vật bình thường.
Thật vậy, những phát hiện này làm tổn hại nghiêm trọng đến lý thuyết “vòng luẩn quẩn” cho rằng đột biến mtDNA và suy giảm OxPhos chứ không phải quá trình sản xuất ROS chịu trách nhiệm chính cho quá trình lão hóa sớm ở chuột đột biến mtDNA.
Ngoài ra, do gần với các thành phần tạo ra ROS của chuỗi hô hấp và không có histone, mtDNA rất dễ bị tổn thương do oxy hóa. Trong tế bào gan chuột, lượng 8-hydroxydeoxyguanosine, một dấu hiệu của tổn thương oxy hóa DNA, cao hơn 16 lần trong mtDNA so với DNA nhân.
Trong cơ xương và gan của chuột, người ta đã quan sát thấy sự giảm đáng kể số lượng bản sao mtDNA liên quan đến tuổi tác. Những phát hiện này cho thấy rằng số lượng và tính toàn vẹn của mtDNA có thể suy giảm theo tuổi tác và dẫn đến sự biểu hiện bất thường của protein chuỗi vận chuyển điện tử, do đó làm suy yếu cơ chế của OxPhos.
Quá trình sản xuất và lão hóa ROS của ty thể
Chuỗi vận chuyển điện tử nằm ở màng trong ty thể bao gồm 4 phức hợp protein và được kết hợp với ATP synthase, một loại enzyme sản xuất ATP. ROS được coi là sản phẩm phụ không mong muốn và độc hại của hệ thống vận chuyển điện tử ty thể.
Do khả năng phản ứng cực mạnh của chúng, ROS dường như là chất trung gian chính gây tổn thương tế bào liên quan đến tuổi tác. ROS cũng có thể hoạt động như các phân tử tín hiệu. Thật thú vị, ROS liều thấp thực sự có thể kéo dài tuổi thọ trong khi ngược lại, liều cao lại rút ngắn tuổi thọ của C. elegans. Sự gia tăng nghịch lý về tuổi thọ đã được quan sát thấy ở các đột biến hô hấp ty thể của C. Elegans ở mức ROS cao. ROS đã được chứng minh là kích hoạt yếu tố gây thiếu oxy-1 (HIF-1), một yếu tố phiên mã liên quan đến tuổi thọ kéo dài. Ức chế nhẹ hô hấp của ty thể đã được chứng minh là giúp kéo dài tuổi thọ ở nhiều loài như C. Elegans, Drosophila và chuột, cho thấy rằng sự gia tăng tuổi thọ bằng cách ức chế vừa phải hô hấp của ty thể được bảo tồn về mặt tiến hóa.
Các enzyme chống oxy hóa tham gia vào quá trình khử hoạt tính của ROS giúp bảo vệ chống lại stress oxy hóa (ROS).
- Tìm hiểu thêm: Stress oxi hoá là gì?
Thật vậy, những khiếm khuyết trong hoạt động của các enzym chống oxy hóa ty thể có thể làm tăng stress oxy hóa. Những con chuột chứa gen chuyển của enzyme chống oxy hóa ty thể như superoxide dismutase phụ thuộc Mn (Mn-SOD) hoặc catalase cho thấy tuổi thọ tăng lên trong khi những con chuột thiếu Mn-SOD chết vì chết sớm liên quan đến rối loạn chức năng ty thể nghiêm trọng và thoái hóa thần kinh. Chuột thiếu p66shc, một loại protein liên quan đến sản xuất ROS của ty thể độc lập với cơ chế OxPhos, cho thấy khả năng chống lại stress oxy hóa tiên tiến và tăng 30% tuổi thọ.
Những thay đổi về enzym có thể ảnh hưởng đến khả năng oxy hóa của ty thể và quá trình tổng hợp ATP. Ở người, khả năng sản xuất ATP giảm 8% mỗi thập kỷ. Tương tự, người cao tuổi được phát hiện giảm 1,5 lần khả năng oxy hóa trên mỗi thể tích ty thể và giảm 1,5 lần trên mỗi thể tích cơ. Sự suy giảm chức năng ty thể phụ thuộc vào tuổi tác có thể là kết quả của hoạt động thể chất thấp bởi vì khi hoạt động thể chất được so sánh giữa người già và người trẻ tuổi, hầu hết các nghiên cứu không tìm thấy bất kỳ mối tương quan đáng kể nào giữa tuổi tác, hô hấp của ty thể và dòng ATP.
Những thay đổi phụ thuộc vào tuổi tác trong động lực của ty thể
Động lực của ty thể bao gồm sự di chuyển của ty thể dọc theo khung tế bào, quy định về kiến trúc ty thể và kết nối qua trung gian là các sự kiện hợp nhất/phân hạch.
Mạng lưới năng động này rất cần thiết để duy trì các chức năng ty thể bình thường và tham gia vào các quá trình cơ bản bao gồm lão hóa. Sinh học ty thể là sự mở rộng của ty thể thông qua các cơ chế liên quan đến sự tăng trưởng (tăng khối lượng ty thể) và phân chia (tăng số lượng ty thể).
Với tuổi cao, mật độ ty thể trong cơ xương được chứng minh là giảm dần và có thể gợi ý sự giảm sinh học của ty thể. Sự suy giảm trong quá trình sinh học của ty thể có thể là kết quả của việc giảm mức độ PGC-1α phụ thuộc vào tuổi tác, một yếu tố điều chỉnh chính của quá trình sinh học. Ở những con chuột già, sự biểu hiện quá mức của PGC-1α trong cơ xương có liên quan đến việc giảm tình trạng thiểu cơ và cải thiện chức năng của ty thể.
Sự cân bằng bị suy giảm giữa các sự kiện phân hạch và hợp hạch cũng có thể liên quan đến sự suy giảm phụ thuộc vào tuổi tác trong sinh học ty thể. Sự phân hạch rất quan trọng để duy trì chất lượng và tính toàn vẹn của ty thể vì nó liên quan đến việc lựa chọn các ty thể bị rối loạn chức năng. Các ty thể bị lỗi không hoạt động bình thường và có khả năng oxy hóa bị suy giảm, nghiêng về việc tăng sản xuất ROS. Những ty thể này được loại bỏ một cách có chọn lọc bằng nguyên phân, một hệ thống autophagy-lysosome làm suy giảm ty thể bị rối loạn chức năng thông qua phản ứng tổng hợp với lysosome. Theo tuổi tác, giảm thiểu thực bào được quan sát thấy là giảm. Sự suy giảm này có liên quan đến sự tích tụ của các ty thể bị hư hỏng, stress oxy hóa tiên tiến và tăng quá trình chết theo chương trình.
Con đường Apoptotic ty thể và lão hóa
Apoptosis qua trung gian ty thể được gây ra để đáp ứng với các kích thích proapoptotic hoặc trong trường hợp thất bại nghiêm trọng trong OxPhos. Tóm lại, một cơ chế phụ thuộc caspase của quá trình chết theo chương trình của ty thể đi kèm với việc giải phóng cytochrom c và các yếu tố khác từ ty thể, sau đó kích hoạt sự kích hoạt của một loạt các sự kiện apoptotic không thể đảo ngược qua trung gian caspase. Trong con đường độc lập với caspase, việc giải phóng endonuclease G và yếu tố gây chết rụng tế bào (AIF) bởi ty thể dẫn đến sự thoái hóa của DNA hạt nhân.
Apoptosis đã được chứng minh là tăng đáng kể theo độ tuổi được phản ánh bởi mức tăng phụ thuộc vào tuổi về tỷ lệ tế bào apoptotic và sự điều chỉnh tăng đáng kể của con đường proapoptotic độc lập với caspase ở chuột già và người cao tuổi. Vì không có thay đổi đáng kể nào trong biểu hiện của caspase ở các đối tượng lớn tuổi hơn, nên cơ chế phụ thuộc vào caspase dường như không được kích hoạt khi tuổi cao.
Biến đổi di truyền và cấu trúc của ty thể trong quá trình hình thành xơ vữa động mạch
Tuổi ngày càng cao được biết đến như một yếu tố nguy cơ độc lập đối với sự phát triển của chứng xơ vữa động mạch, và do đó, theo một quan điểm đã có từ lâu, chứng xơ vữa động mạch có thể được coi là một căn bệnh của tuổi già. Lão hóa mạch máu sớm hoặc nhanh và xơ vữa động mạch có thể liên quan đến rối loạn chức năng của ty thể.
Ai cũng biết rằng trong bệnh lý ở người, một số bệnh có liên quan đến đột biến soma trong bộ gen của ty thể (mtDNA). Mặc dù rối loạn chức năng ty lạp thể dẫn đến tăng stress oxy hóa, vai trò của các đột biến ty lạp thể trong xơ vữa động mạch cho đến nay vẫn chưa được chú ý nhiều.
Trong một nghiên cứu gần đây, chúng tôi đã phân tích mối liên quan của biến thể di truyền ty thể với mức độ nghiêm trọng của chứng xơ vữa động mạch cảnh (được đánh giá bằng độ dày lớp nội trung mạc động mạch cảnh (cIMT) và sự hiện diện của bệnh tim mạch vành (CHD)) và phát hiện ra rằng dị hợp chất đối với một số đột biến trong mtDNA trong bạch cầu, bao gồm các đột biến C3256T, T3336C, G12315A, G13513A, G14459A, G14846A và G15059A, có liên quan đáng kể đến cả mức độ nghiêm trọng của xơ vữa động mạch cảnh và sự hiện diện của CHD. Phân tích bằng kính hiển vi điện tử của các tổn thương xơ vữa động mạch cũng cho thấy sự khác biệt cao về hình thái siêu cấu trúc của ty thể trong các tổn thương xơ vữa động mạch chủ của con người so với sự xuất hiện của ty thể trong các phần bình thường của lớp nội mạc động mạch chủ (Hình 1).
Điều này khiến chúng tôi đưa ra giả thuyết rằng các biến thể cấu trúc trong sự xuất hiện của ty thể có thể phản ánh sự tồn tại của các đột biến soma trong bộ gen ty thể của con người có thể là yếu tố quyết định sự phát triển của các tổn thương xơ vữa động mạch. Để kiểm tra giả thuyết này, chúng tôi đã so sánh mức độ dị hợp chất đối với một số đột biến ty thể được đề xuất trước đây có liên quan đến các loại tổn thương xơ vữa động mạch khác nhau.
Các chất đồng nhất của lớp nội mạc động mạch chủ không bị ảnh hưởng và các mảng xơ mỡ của động mạch chủ người được so sánh để cho thấy mức độ dị chất trung bình của các đột biến A1555G, C3256T, T3336T, G12315A, G14459A và G15059A của bộ gen ty thể người. Người ta đã phát hiện ra rằng ít nhất bốn đột biến của bộ gen ty thể, cụ thể là A1555G trong gen MT-RNR1, C3256T trong gen MT-TL1, G12315A trong gen MT-TL2 và G15059A trong gen MT-CYB, có tỷ lệ phổ biến và trung bình cao hơn đáng kể. giá trị trong các mảng xơ mỡ so với lớp nội mạc không xơ vữa.
Những phát hiện về đột biến soma trong bộ gen của ty thể có liên quan đến sự phát triển của xơ vữa động mạch nên khuyến khích khám phá thêm về khái niệm rằng dị thể DNA ty thể có thể được sử dụng như một dấu ấn sinh học của quá trình hình thành xơ vữa.
Kiểm soát chất lượng ty thể và lão hóa
Ty thể có một số enzyme cụ thể như chaperones, protease và methionine reductase để gấp lại và loại bỏ các protein gấp sai. Ở loài nấm Podospora anserina có thời gian sống ngắn, việc loại bỏ protease ty thể PaLon1 liên quan đến kiểm soát chất lượng protein dẫn đến tuổi thọ bị rút ngắn đáng kể trong khi sự biểu hiện quá mức của PaLon1 không ảnh hưởng đến tuổi thọ của nấm nhưng có liên quan đến sức khỏe tốt kéo dài và cải thiện chức năng của ty thể. Protease ty thể Lon chịu trách nhiệm phân hủy các protein bị oxy hóa và quá trình điều hòa giảm của nó được cho là góp phần gây ra lão hóa và các bệnh liên quan đến tuổi tác. Do đó, chức năng phù hợp của hệ thống kiểm soát chất lượng liên quan đến ty thể có thể liên quan đến tuổi thọ hoặc ít nhất là kéo dài tuổi thọ khỏe mạnh.
Ty thể đóng góp vào hệ thống tế bào trong việc kiểm soát chất lượng protein liên quan đến sự phổ biến và sự phân hủy phụ thuộc vào protease của các protein mở ra bằng cách phân hủy các protein tế bào nằm ở màng ngoài của ty thể. Nói chung, hoạt động của hệ thống ubiquitin-protease đã được chứng minh là suy giảm theo độ tuổi ở động vật có vú.
Tuy nhiên, sự biểu hiện của một số thành phần của hệ thống này chẳng hạn như protease đặc hiệu ubiquitin và một số tiểu đơn vị đáng tin cậy nhất định được điều chỉnh theo quá trình lão hóa trong khi mức độ của các thành phần khác không thay đổi hoặc giảm.
Trong cơ của những con chuột già, sự biểu hiện của các protein liên quan đến proteasome đã tăng lên và mức độ của các proteasome 26S được phát hiện là cao hơn từ 2 đến 3 lần so với ở động vật trưởng thành.
Thật vậy, việc kích hoạt hệ thống ubiquitin-protease phụ thuộc vào tuổi có thể góp phần làm tăng sự thoái hóa của protein myofibrillar và teo cơ liên quan đến tuổi. Vai trò cụ thể của quá trình thoái hóa protein liên quan đến ty thể trong quá trình lão hóa vẫn chưa được hiểu rõ hoàn toàn và cần phải được mô tả.
Kết luận
Rõ ràng là vai trò của ty thể trong quá trình lão hóa phức tạp hơn so với giả thuyết về lão hóa của ty thể. Nhiều thay đổi về chức năng, cấu trúc, phân phối và động lực học của ty thể góp phần gây ra các đặc điểm lão hóa hoặc liên quan đến tuổi tác. Các nghiên cứu trên các sinh vật mẫu như nấm men, C. Elegans, Drosophila và chuột đã chỉ ra rằng cả ức chế và kích thích chức năng của ty thể đều có thể kéo dài tuổi thọ. Ví dụ, điều chỉnh giảm tín hiệu mTOR liên quan đến tăng cường tổng hợp protein và tăng trưởng tế bào đã được chứng minh là làm tăng tuổi thọ ở các sinh vật mẫu thông qua cải thiện hiệu quả của ty thể và tiêu thụ năng lượng tốt hơn. Hình 2 phác thảo hệ quả của các cơ chế/yếu tố theo đó việc hạn chế calo có thể cải thiện chức năng ty thể, trì hoãn quá trình lão hóa của ty thể và kéo dài tuổi thọ.
Chú thích: Các cơ chế hạn chế calo có thể cải thiện chức năng ty thể, trì hoãn sự lão hóa của ty thể và kéo dài tuổi thọ. Hạn chế calo (CR) kích hoạt một số con đường có thể dẫn đến tăng tuổi thọ thông qua kích thích chức năng ty thể. Cơ chế đầu tiên bao gồm việc tạo ra sirtuin-1 (SIRT1), một protein deacetylase, từ đó kích hoạt thụ thể-γ coactivator-α (PGC-1α) được kích hoạt bởi chất tăng sinh peroxisome. PGC-1α là một yếu tố phiên mã liên quan đến việc kích hoạt các gen có sản phẩm liên quan đến quá trình sinh học và hô hấp của ty thể. CR cũng ức chế mục tiêu tín hiệu rapamycin (mTOR) của động vật có vú liên quan đến sự gia tăng hoạt động của yếu tố khởi tạo dịch mã eukaryote protein liên kết 4E (4E-BP) kích thích dịch mã các gen mã hóa các thành phần hô hấp của ty thể. Ở C. Elegans, CR kích hoạt yếu tố 2 liên quan đến nhân tố hồng cầu (NRF2) điều chỉnh sự biểu hiện của một số gen chống oxy hóa và do đó có thể kéo dài tuổi thọ của C. Elegans thông qua việc giảm căng thẳng oxy hóa và cải thiện quá trình hô hấp của ty thể.
Do đó, hạn chế lượng calo (CR) thường liên quan đến việc tiêu thụ lượng calo thấp hơn 20–40% so với bình thường được đề xuất như một biện pháp can thiệp đầy hứa hẹn để tăng cả tuổi thọ trung bình và tối đa ở người.
Trong một thử nghiệm CR CALERIE dựa trên 25% CR, bệnh nhân CR được chứng minh là có ít tổn thương mtDNA hơn, hàm lượng mtDNA nhiều hơn và tăng biểu hiện của một số enzyme chống oxy hóa, do đó gợi ý rằng CR cải thiện chức năng của ty thể và làm chậm quá trình lão hóa của ty thể thông qua việc giảm căng thẳng oxy hóa. Sự gia tăng biểu hiện của một số protein liên quan đến sinh học ty thể như PGC-1α, Tfam và SIRT1 đã được báo cáo ở bệnh nhân CR so với nhóm chứng. Tóm lại, CR làm giảm căng thẳng oxy hóa và tăng cường quá trình sinh học ty thể để tạo ra ty thể hiệu quả hơn trong việc sản xuất ATP, có khả năng oxy hóa tối ưu và tạo ra ít ROS hơn.
Tập thể dục một mình hoặc kết hợp với CR cũng có thể là một chiến lược hiệu quả để trì hoãn quá trình lão hóa của ty thể và rối loạn chức năng liên quan đến tuổi tác ở người thông qua các cơ chế kích thích quá trình sinh học ty thể và khả năng oxy hóa cũng như cải thiện kiểm soát chất lượng protein.
Có bằng chứng rõ ràng rằng việc luyện tập thể dục có thể tối ưu hóa chức năng ty thể ở người cao tuổi. Tập thể dục, kết hợp với chế độ ăn ít carbohydrate (glycogen), đã được chứng minh là làm tăng biểu hiện của PGC-1α và tối ưu hóa khả năng oxy hóa của cơ xương người.
Trong thử nghiệm CALERIE, kết hợp CR với luyện tập thể dục giúp giảm 38% nguy cơ mắc bệnh tim mạch ước tính, một bệnh lý quan trọng liên quan đến tuổi tác, so với nhóm chứng. Thật vậy, hoạt động thể chất tăng lên hoặc thậm chí chỉ đơn giản là áp dụng các thói quen tích cực có thể làm giảm rõ ràng tốc độ suy giảm ty thể và làm giảm kiểu hình liên quan đến tuổi tác.
Nguồn tham khảo: ncbi.nlm.nih.gov