-
生物通官微
陪你抓住生命科技
跳动的脉搏
为何长寿基因能保护大脑?
【字体: 大 中 小 】 时间:2021年02月22日 来源:Weill
编辑推荐:
一项新的研究表明,一种与人类超常寿命有关的基因可以保护脑干细胞免受压力的有害影响。
威尔康奈尔大学医学研究人员的一项最新研究表明,一种与人类超常寿命有关的基因可以保护脑干细胞免受压力的有害影响。
对寿命超过100岁的人的研究表明,许多人都携带FOXO3基因。这一发现促使威尔康奈尔医学院病理学和实验医学副教授Jihye Paik博士和她的同事们研究了该基因在衰老过程中如何促进大脑健康。
2018年,Paik博士和她的研究小组发现,大脑中缺乏FOXO3基因的老鼠无法应对大脑中的应激状态,从而导致脑细胞逐渐死亡。他们发表在1月28日的《自然通讯》杂志上的新研究,揭示了FOXO3通过阻止干细胞分裂来保持大脑的再生能力,直到环境支持新细胞的生存为止。
“干细胞产生新的脑细胞,这对我们整个成年期的学习和记忆至关重要。”Paik博士说。“如果干细胞不受控制地分裂,它们就会耗尽。FOXO3基因的作用似乎是阻止干细胞分裂,直到压力过去。”
许多挑战,如炎症、辐射或缺乏足够的营养素,都会给大脑带来压力。但是Paik博士和她的同事专门研究了当脑干细胞暴露于氧化应激时会发生什么,当有害的氧在体内积聚时就会发生氧化应激。“我们了解到FOXO3蛋白直接被氧化应激修饰,”她说。“这种修饰将蛋白质送入干细胞的细胞核,在那里启动应激反应基因。”
原文标题:
1.Inah Hwang, Hiroki Uchida, Ziwei Dai, Fei Li, Teresa Sanchez, Jason W. Locasale, Lewis C. Cantley, Hongwu Zheng, Jihye Paik. Cellular stress signaling activates type-I IFN response through FOXO3-regulated lamin posttranslational modification. Nature Communications, 2021; 12 (1) DOI: 10.1038/s41467-020-20839-0
由此产生的应激反应导致称为s-腺苷甲硫氨酸(SAM)的营养素的消耗。这种营养素有助于一种叫做核纤层蛋白的蛋白质在干细胞细胞核的DNA周围形成一层保护膜。
“没有核纤层蛋白,核纤层蛋白就不能形成这种强大的屏障,DNA就开始外泄,”她说。
细胞把这种DNA误认为是病毒感染,引发一种叫做I型干扰素反应的免疫反应。这会导致干细胞进入休眠状态,停止产生新的神经元。
“这种反应实际上对干细胞非常有利,因为外界环境对新生的神经元并不理想,”Paik博士解释道。“如果在如此紧张的条件下产生新的细胞,它们就会被杀死。干细胞最好保持休眠状态,等到压力消失后再产生神经元。”
这项研究可能有助于解释为什么某些版本的FOXO3与超长而健康的寿命有关——它们可能有助于人们保持大脑干细胞的良好储备。这也可能有助于解释为什么经常锻炼能增强FOXO3,有助于保持精神敏锐。但Paik博士提醒说,现在还不知道这些新信息是否可以用来创造治疗脑部疾病的新方法过度激活FOXO3可能是非常有害的。我们不想一直保持这种状态。”
为了更好地了解所涉及的过程,她和她的同事将继续研究FOXO3是如何调节的,以及短暂地打开或关闭它是否对健康有益
Journal Reference:
Cite This Page: