反传统,少量的压力有利于细胞健康和长寿

【字体: www.ebiotrade.com 时间:2017年11月9日 来源:生物通

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  11月7日发表在《Cell Reports》的一篇文章介绍,西北大学研究学者认为线粒体压力有助于提高细胞恢复力,能预防细胞老化,延缓疾病风险。

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人体由无数细胞组成,什么样的细胞与机体健康长寿有关呢?西北大学分子生物学家Richard I. Morimoto课题组发现小压力可以让细胞保持良好健康。这项发现将有助于科学家们逐渐解开衰老和退行性疾病之谜。

“我们的最终目标不是试图让人活得更长,而是在细胞和分子水平上增加健康,从而使人在有效寿命期健康地活着,”Morimoto说。

在围绕秀丽隐杆线虫的遗传学研究中,科学家们发现轻微受压的线粒体发出的信号能阻止细胞质蛋白质折叠质量监控系统随年龄增长的失效。反过来,错误蛋白积累在退行性疾病(如阿尔兹海默症、帕金森症等)中相当常见。

“长期以来,人们一直认为线粒体长时间承压不好。但是我们的发现颠覆了传统。当你对线粒体施加一点压力时,线粒体释放的压力信号实际上细胞和动物的生存策略,它们能使动物变得更加抗压,寿命也像施了魔法一样被延长了。”

有关生物老化研究,科学家们发现许多已被鉴定的组分在所有动物中都是保守的,因此秀丽隐杆线虫是研究衰老和衰老相关人类疾病的理想模型。下载全方位模式生物服务攻略手册

蛋白质监控系统分子衰退始于生殖成熟

2015年Morimoto和实验室的博后研究员Johnathan Labbadia报道,生殖细胞对其他组织的抑制信号阻止了保护性细胞应激反应的诱导,导致细胞衰老的分子衰退始于生殖成熟。对于寿命约为3周的线虫来说,这一过程发生于成熟后的8-12小时。

得知成年线虫的分子健康在1天至2天内就会失效,研究人员重点研究了两天大的线虫,寻找能阻止分子衰退的基因和途径。他们筛选了大约2万2000个基因,其中一组名为线粒体电子传递链(mitochondrial electron transport chain,ETC)的基因似乎能对衰老起重要调节作用。研究人员发现,轻微下调ETC活性、用小剂量的外源性化学物质以及病原体暴露都能导致更健康的动物。

“我们从未想过,低剂量的压力信号竟然重置了生命体的生存状态,”Morimoto说。“我们认为,这些压力信号中的一部分被生命体解读为一种能自我重置并活得更长的信号。最佳状态的线粒体让细胞和组织更加健壮。”

这项发现为人类衰老研究提供了一个新策略,阻止或稳定老年人的分子衰退,提高细胞自我监管能力,很可能具有预防组织器官提早老化的作用。

原文检索:
Mitochondrial stress restores the heat shock response and prevents proteostasis collapse during aging

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