Cell揭示重要抗衰老蛋白

　　

生物通报道  来自哥德堡大学的一项新研究增进了我们对于细胞衰老机制的认识，有可能对我们了解阿尔茨海默氏症和帕金森病一类的疾病产生重要的影响。他们的研究论文发布在6月30日的《细胞》（Cell）杂志上。

在衰老过程中，机体的功能逐渐衰退。这表现在从皱纹、代谢下降到心脏功能缺陷一切的事物中。这种伤害是由细胞内部逐渐累积的损伤所引起，并最终导致机体功能丧失及死亡。

一种类型的损伤发生在细胞的蛋白质上。蛋白质是细胞中的驮马（workhorse），执行着许多重要的功能。随着细胞变老，越来越多的受损蛋白累积。这些受损蛋白倾向于聚集在一起形成蛋白质聚集体。这会对细胞造成破坏性的影响，促成其衰退。

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蛋白质聚集体一直与几种影响神经系统的年龄相关性疾病，如阿尔茨海默氏症和帕金森病相关联。

细胞抵制衰老

为了抵制这种衰退，细胞开发出了一种先进的防御机制网络，包括利用一些酶来阻止损伤，另一些酶来处理细胞中受损的元件。过氧化物氧化还原酶（peroxiredoxin）以几种方式来减少损伤。

哥德堡大学化学与分子生物学系的Michael Molin说：“近年来，我们和其他的研究人员证实，在酵母、果蝇和线虫中减少热量摄取可通过刺激过氧化物还原酶活性来减慢衰老。这非常的有意思，因为研究证实当减少卡路里（糖类和蛋白质）的数量时，从线虫到猴子许多不同生物的寿命都比预期显著延长。但我们对相关机制仍知之甚少。”

通过证实只小幅度增加过氧化物氧化还原酶的量就可显著延长酵母的寿命，研究人员现在进一步将过氧化物氧化还原酶活性与衰老过程联系起来。

一种影响衰老的酶

发表在Cell杂志上的研究结果证实，在细胞中有害的过氧化氢氧化剂水平增高时，过氧化物氧化还原酶(Prx)参与了阻止蛋白质聚集体的形成。

论文的第一作者、哥德堡大学博士生Sarah Hanzén说：“Prx帮助其他酶找到了受损的蛋白，因此这些蛋白能够得到修复，减少了蛋白质聚集体的累积。没有Prx，细胞中蛋白质聚集体的数量增加，衰老过程加速。与之相反，增加Prx水平可导致蛋白质聚集体减少，衰老过程减慢。”

如果在人类细胞中过氧化物氧化还原酶处理受损蛋白的功能也一样重要，有可能通过刺激这些酶，由此细胞会抵制受损蛋白的累积，可以阻止或至少推迟阿尔茨海默氏症和帕金森病一类疾病的发病。

自由基在生物学领域常常被视为万恶之源。人们认为这些家伙会损害DNA、RNA和蛋白质，引起衰老和疾病。多年来，科学家们一直在想办法对抗自由基的负面影响。密歇根大学的研究人员最近发现，过多的自由基会激活一种防护性蛋白。这个蛋白的编码基因发生突变，会导致一种罕见的神经退行性疾病。这项研究发表在2016年6月的Nature Communications杂志上（华人学者Nature子刊揭示抗衰老的强力蛋白）。

弗吉尼亚大学医学院的研究人员确定了，一个科学教条坚持认为在成年期失活的基因，实际上在防止大多数心脏病发作和中风的潜在原因中起着至关重要的作用。这一研究发现为对抗这些致命的疾病开辟了一条新途径，并提出了医生可以利用这些基因来预防或延迟至少部分衰老效应这一诱人的前景。这项研究发表在2016年5月Nature Medicine杂志上（Nature Medicine发现抗衰老基因 ）。

新陈代谢过程中产生的代谢物，可以提供有关个体健康、疾病、饮食和生活方式大量的信息。现在，它们还可以告诉我们更多。日本冲绳科学技术研究院大学(OIST)的研究人员和京都大学的合作者们近期发现了一些与衰老特别相关的代谢物，并阐明了人体是如何衰老的。OIST的教授Yanagida领导研究小组将他们的结果发布在2016年3月的PNAS上（PNAS:代谢物透露衰老的秘密）。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Lifespan Control by Redox-Dependent Recruitment of Chaperones to Misfolded Proteins

Caloric restriction (CR) extends the lifespan of flies, worms, and yeast by counteracting age-related oxidation of H2O2-scavenging peroxiredoxins (Prxs). Here, we show that increased dosage of the major cytosolic Prx in yeast, Tsa1, extends lifespan in an Hsp70 chaperone-dependent and CR-independent manner without increasing H2O2 scavenging or genome stability. We found that Tsa1 and Hsp70 physically interact and that hyperoxidation of Tsa1 by H2O2 is required for the recruitment of the Hsp70 chaperones and the Hsp104 disaggregase to misfolded and aggregated proteins during aging, but not heat stress. Tsa1 counteracted the accumulation of ubiquitinated aggregates during aging and the reduction of hyperoxidized Tsa1 by sulfiredoxin facilitated clearance of H2O2-generated aggregates. The data reveal a conceptually new role for H2O2 signaling in proteostasis and lifespan control and shed new light on the selective benefits endowed to eukaryotic peroxiredoxins by their reversible hyperoxidation.