Cell:细胞衰老途径

【字体: 时间:2017年08月17日 来源:生物通

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  随着我们年龄的增加,细胞损伤不断积累,虽然干细胞能补充组织,但是这种维持健康组织的能力也会下降,这个细胞衰老的过程是一种基本的细胞命运,是个体衰老的重要基础,研究细胞水平的衰老对于理解整体的衰老具有基础而重要的意义。Cell杂志以“Cellular Senescence Pathways”为题,介绍了主要的衰老信号途径,以及转录调控机制。

  

生物通报道:随着我们年龄的增加,细胞损伤不断积累,虽然干细胞能补充组织,但是这种维持健康组织的能力也会下降,这个细胞衰老的过程是一种基本的细胞命运,是个体衰老的重要基础,研究细胞水平的衰老对于理解整体的衰老具有基础而重要的意义。Cell杂志以“Cellular Senescence Pathways”为题,介绍了主要的衰老信号途径,以及转录调控机制。

新的衰老研究观念

一项研究指出,研究人员需要抛掉“细胞衰老——现在被公认为衰老的一个重要触发因子,是源于基因毒应激的一个单一表型”这一观念。她实验室的研究表明,细胞衰老——使细胞永久丧失分裂能力的一个过程,也可能是由来自于功能障碍线粒体的信号诱发的,阻滞的细胞在一个与有害自由基(在线粒体中产生,作为氧代谢的一部分)无关的过程中,分泌一种明显不同的生物活性因子“混合物”。

这一发现是出乎意料的:研究人员在人类细胞培养物中挨个去除了sirtuins蛋白——长与长寿有关的一类蛋白质。Wiley说:“只有当我们消除线粒体中的sirtuins寿蛋白时,才会发生衰老表型。”此外,Wiley认为,衰老细胞分泌一种与预期相差较大的SASP(柳氮磺胺吡啶,衰老相关的分泌表型)——缺少IL-1依赖性炎性臂。(Campisi实验室最初在2008年发现了一个SASP主要因子)。作者将这一新现象称为MiDAS(mitochondrial dysfunction-associated senescence,线粒体功能障碍相关的衰老)。

除了确定MiDAS之外,研究人员还发现,线粒体功能障碍扰乱了NAD +(一种酶,是sirtuins的一个共同因素)的平衡,这抑制了细胞的生长,并防止了IL-1相关的SASP。“NAD +平衡发生在细胞质中的线粒体外部。这确实凸显了线粒体的一种信号作用。并确定了一种新型的SASP,从而强调存在着不同类型的衰老。”

此外,他们还在转基因的早衰症小鼠中,发现了MiDAS SASP,以响应线粒体突变,这会导致快速老化。MiDAS SASP可抑制脂肪形成,其在代谢和脂肪细胞的生成过程中,起着至关重要的作用。这项工作提供了与脂肪代谢障碍之间的一个联系,这种疾病的特征为退化性疾病,涉及脂肪组织,早期HIV药物(它仍然在第三世界国家使用)耗尽了线粒体的DNA,接受药物治疗的患者常表现出皮下脂肪的特定缺失,尤其是在他们的脸上。

逆转细胞衰老的天然激素

端粒酶,一种自然存在于人体中的酶,是已知最接近“细胞长生不老药”的物质。在一项研究中,巴西和美国的研究人员证实性激素可以刺激这种酶的生成。他们在罹患与端粒酶编码基因突变相关的一些遗传疾病,如再生障碍性贫血和肺纤维化患者中测试了这一策略。作者们说,这些结果表明这种方法可以对抗端粒酶缺陷造成的机体损伤。

在胚胎中,组织仍处于形成阶段时,几乎每一个细胞都表达端粒酶。在这一时期之后,只有不断分裂,可以分化为各种特化细胞的细胞,如造血干细胞可以继续产生端粒。

再生障碍性贫血是一种由端粒酶缺陷引起的疾病。骨髓干细胞过早衰老,无法生成足够数量的红细胞、白细胞和血小板,使得患者依赖于输血,且更易于受到感染。

研究人员用一种合成的雄激素:达那唑(danazol)治疗了因端粒酶基因突变罹患再生障碍性贫血的27名患者。在健康成人中,端粒的平均长度为7,000-9,000个碱基对。正常人每年会丧失50-60个碱基对,而端粒酶缺陷患者每年会丧失100-300个碱基对。在接受达那唑的患者中,两年内端粒长度平均延长了386个碱基对。

此外,血红蛋白量平均从9 g/dL增加到11 g/dL。非贫血个体正常的血红蛋白量为12-16 g/dL,在这些受试者中观察到的血红蛋白增高足以让他们摆脱输血依赖。逆转细胞衰老的天然激素

原文标题:

Cellular Senescence Pathways

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