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华裔牛人科学家Cell告诉我们衰老从何而来
【字体: 大 中 小 】 时间:2014年11月07日 来源:生物通
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随着年龄的增长,生物机体内免疫系统不断恶化,这个过程被称为免疫衰老(immunosenescence)。免疫衰老与系统炎症反应,以及慢性炎症性疾病,还有癌症发生密切相关,但目前我们对于这种衰老相关的炎症反应,引发疾病的机制了解的甚少。
美国卡内基研究院的一组研究人员最新公布了一项研究成果,发现一种蛋白能抑制衰老果蝇的免疫应答反应,这对于了解免疫衰老开启了一扇新的窗口。这一研究成果公布在11月7日Cell杂志上。
领导这一研究的是著名华人女科学家郑诣先( Yixian Zheng)教授,其现为卡内基研究所研究员、霍华德休斯医学研究所研究员、约翰霍普金斯大学生物系教授,美国细胞生物学会理事。近年来,主要研究涉及细胞分裂、干细胞与发育等领域。以通讯作者在Cell, Science , Nature系列杂志发表重要论文近10篇。在国际生物学领域产生了重要的学术影响。
昆虫体内有一种免疫器官,即脂肪体(fat body),其作用相当于哺乳动物的脂肪和肝脏。这一器官具有许多免疫功能,而在最新研究中,郑诣先教授等人发现衰老果蝇的脂肪体会产生许多炎症。
之后这些发炎的脂肪体会分泌蛋白,导致肠道免疫反应减少。这种肠道免疫反应下降的情况引发肠道的干细胞过度分裂,异常分化,从而导致了增生(hyperplasia),这与在人体肠道中发现的癌前息肉增生具有相同的特点。
通过深入探索,郑教授等人发现衰老果蝇脂肪体中一种叫做 lamin-B 的蛋白表达量逐渐减少,是引发脂肪体验证,以及增生性肠道的罪魁祸首,而这些都属于免疫衰老。
lamin-B是核纤层蛋白家族成员,这一蛋白家族构成了细胞核内部主要结构材料。Lamins也具有多种不同的功能,如抑制基因表达,这些蛋白在多种组织和器官中发挥着作用。在人体中,核纤层蛋白lamins突变引发的疾病被称为laminopathies,其中也包括过早衰老。
科学家们一直都怀疑B型核纤层蛋白lamin-B能通过结合DNA片段,抑制基因。这一研究组的最新研究成果表明,当果蝇脂肪体内的lamin-B消耗完了之后,免疫应答过程中正常的基因抑制就会被逆转,像是对细菌感染或损伤的免疫应答,但是在这项研究中,研究人员却没有发现明显的感染或损伤,这表明非抑制免疫反应引发了炎症,并由此导致了肠道增生。
“我们的这一研究结果对昆虫和哺乳动物都具有重要意义,因为哺乳动物的免疫反应基因也具有lamin,”郑教授说,“我们认为 lamin B 可能具有进化上保守的一种功能,能在缺少感染或损伤的时候抑制免疫器官的炎症基因表达,这项工作也将对了解人体免疫衰老具有重要意义。”
(生物通:张迪)