衰老重编程代谢信号通过DRAM1介导促衰老自噬(DMPA)的新机制
【字体:
大
中
小
】
时间:2025年10月04日
来源:Australian Journal of Forensic Sciences 1.1
编辑推荐:
本研究发现衰老过程中代谢产物N-乙酰组胺(N-AcHA)和磷脂酰乙醇胺(PE)的积累通过激活DNA损伤反应(DDR)通路,诱导DRAM1介导的促衰老自噬(DMPA)。该机制在人脐带间充质干细胞(HsMSCs)和小鼠肝脏衰老模型中均得到验证,为延缓衰老和促进DNA修复提供了新的代谢干预靶点。
DNA损伤是细胞衰老和衰老过程的主要推动因素,它能激活巨自噬/自噬过程。然而,在正常生物系统中,这一过程如何受到衰老重编程的代谢调控仍待探索。本研究通过培养人脐带来源的间充质干细胞(HsMSCs)和小鼠肝脏模型,发现衰老过程中DNA损伤积累伴随着DRAM1(DNA损伤调节自噬调节因子1)及其介导的促衰老自噬(DMPA)的升高。
研究首先通过转录组和蛋白质组分析发现,衰老HsMSCs中炎症反应相关基因上调,而应激响应、染色质组织、DNA修复和多种代谢活动相关基因下调。衰老HsMSCs中DRAM1和SQSTM1/p62的表达显著增加。进一步实验证实,DNA损伤响应(DDR)标志物如TP53/p53、γ-H2AX、ATM和TP53BP1在衰老HsMSCs中上调,同时衰老标志物(CDKN2A/p16和CDKN1A/p21)和凋亡标志物(BAD、BAX)也增加。过表达DRAM1能够增强自噬流和衰老表现,而敲低DRAM1则逆转这些效应。值得注意的是,DMPA过程中SQSTM1/p62蛋白水平并未显著下调,这与一般巨自噬不同,可能构成性地支持SQSTM1修饰的货物囊泡与溶酶体的融合。
研究还发现,衰老HsMSCs和小鼠肝脏中N-乙酰组胺(N-AcHA)和磷脂酰乙醇胺(PE)显著富集。N-AcHA补充能够在小鼠原代肝细胞中诱导DNA损伤、上调DRAM1和DMPA,但在HsMSCs中即使高剂量N-AcHA也不能有效触发DMPA,反映了不同细胞模型对细胞毒性代谢信号的差异耐受性。N-AcHA在体内实验中能够延缓部分肝切除(PHx)后的肝再生,并加速小鼠衰老表现,包括握力下降、体重减轻、血糖浓度降低、肝脏氧化应激增加和SA-β-gal阳性细胞增多。
另一方面,乙醇胺(Eth)补充可通过增加细胞PE含量增强自噬流,但不引起DNA损伤和衰老。Eth处理能够上调自噬相关基因表达和自噬体形成,且这一过程依赖于PE合成关键酶PCYT2。在HsMSCs中,Eth处理还上调了SQSTM1的转录水平,导致其蛋白水平未下降。联合使用N-AcHA和Eth能够有效在HsMSCs中触发DMPA,说明这两种代谢产物的协同作用促进了衰老过程。
研究还探讨了DMPA的分子机制,发现DRAM1通过激活AMPK(PRKAA)和抑制mTORC1下游的RPS6KB/p70S6K来调控自噬和衰老。这种调控方式与经典的TP53-AMPK-mTORC1-自噬轴不同,突出了DRAM1在DDR特异性自噬中的独特作用。
综上所述,本研究揭示了衰老过程中代谢重编程如何通过累积N-AcHA和PE等代谢产物,加剧DNA损伤并激活DRAM1介导的促衰老自噬(DMPA)。这一发现不仅深化了对衰老机制的理解,还为延缓衰老和促进组织再生提供了潜在的代谢干预策略。针对特定代谢途径和DMPA的干预可能有助于DNA修复和延缓衰老/老化进程。
研究局限性包括缺乏代谢通量分析以追踪N-AcHA和PE的上游途径,以及体内实时追踪DMPA和细胞命运的模型。未来研究利用Dram1过表达或敲除报告小鼠模型将有助于进一步验证这些发现。
生物通微信公众号
生物通新浪微博
今日动态 |
人才市场 |
新技术专栏 |
中国科学人 |
云展台 |
BioHot |
云讲堂直播 |
会展中心 |
特价专栏 |
技术快讯 |
免费试用
版权所有 生物通
Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved
联系信箱:
粤ICP备09063491号