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文献荐读:衰老研究又有哪些新突破?

 解螺旋 2020-08-27

作者:子非鱼(转载请注:解螺旋·医生科研助手)

每个人心中都有一个不老梦,为此我们愿尽最大努力去延缓衰老的脚步。近年来医学科技的发展使得人类的平均寿命得到了显著延长,这无疑让人类对青春、健康与长寿的渴望变得更为强烈。因而,科学家们在该领域中也做着孜孜不断的努力,他们不仅探讨了关于衰老机制的认识,也摸索了一些潜在能延年益寿的方法。

Science:DNA修复药物有望逆转衰老

哈佛医学院的研究者鉴定出了细胞修复损伤DNA分子过程中的关键步骤。其中,代谢物NAD+作为一种调节物在控制DNA修复的蛋白间相互作用中发挥着关键性的作用。且NAD+天然存在于体内的每个细胞中。

因而,研究者可利用一种被称为NMN的NAD+前体分子来改善小鼠细胞修复由辐射或衰老导致的DNA损伤能力,且经处理一周后的衰老小鼠细胞和年轻小鼠细胞并无差别。另外,相关人体试验也会在6个月内展开,且这一喜人的研究成果也吸引了NASA的注意,该机构认为该成果有助于他们完成火星任务。

参考文献:A conserved NAD+ binding pocket that regulates protein-protein interactions during aging

Cell:抗衰老肽有望返老还童

荷兰的科学小组发现,定期注射一种肽分子(FOXO4-DRI)能选择性地找到并摧毁衰老细胞,并可以逆转衰老相关的皮毛损失、肾功能受损及虚弱等症状。其背后机理就是阻断了衰老相关蛋白FOXO4与P53蛋白之间的相互作用,进而引得衰老细胞凋亡或自杀。最值得一提的是,用该分子处理小鼠超过10个月的时间,没有发现任何明显的副作用。

但梅奥诊所的研究者James Kirkland认为这虽是抗衰老领域中里程碑式进展,但仍有局限性。因肽类分子很容易会被消化系统的降解,因而只能通过吸入给药或注射给药。此外,这一分子要应用到人类身上,仍需要谨慎前行。

参考文献:Targeted Apoptosis of Senescent Cells Restores Tissue Homeostasis in Response to Chemotoxicity and Aging

Cell:长寿基因SIRT1功能多样化

Sirtuin1(SIRT1)是一种依赖于NAD+的组蛋白去乙酰化酶,广泛参与延缓衰老、抵抗包括糖尿病、肥胖、神经衰退、动脉硬化等疾病,素来带有“长寿基因”的光环。

为了探索该蛋白功能多样性的背后分子机制,Tata研究所的Ullas Kolthur教授带领团队则发现SIRT1蛋白存在保守区域(exon 2,E2),是负责SIRT1蛋白与其他细胞调节因子互作的关键结构,并通过调控SIRT1蛋白“与谁互作”,从而决定SIRT1的功能。这项研究为我们理解长寿因子提供了新的线索。

参考文献:Identification of a Tissue-Restricted Isoform of SIRT1 Defines a Regulatory Domain that Encodes Specificity

JCIL:长端粒——抗衰老的神器之一

端粒作为染色体的末端结构,素有“生命时钟”之称。每当细胞分离一次,端粒就会缩短一次;当端粒不能再缩短时,细胞就无法继续分裂而死亡。但端粒的长度是如何影响人类疾病仍是一个谜。

为此,来自Gladstone研究所的研究者以钙化性主动脉瓣疾病(CAVD)为研究对象,发现在患有人类心脏病的小鼠中,端粒酶的缩短会导致心脏钙信号波动的失控,进而产生致命性的严重后果(如心脏瓣膜和血管中钙积累)。

参考文献:Long telomeres protect against age-dependent cardiac disease caused by NOTCH1 haploinsufficiency

Science:调节细胞衰老的新蛋白TZAP

一直以来,科研者认为能特异性结合到端粒上的蛋白只有端粒酶和Shelterin蛋白复合体。而美国斯克里普斯研究所(TSRI)的研究人员却发现了一种新的参与调解细胞衰老时钟的蛋白——TZAP,它能结合到染色体的末端,控制端粒修剪过程,从而确保端粒不会太长,进而决定着衰老和癌症发病率等关键性过程。

参考文献:TZAP: A telomere-associated protein involved in telomere length control

EMBO J:骨桥蛋白让老年血液重新焕发青春

众所周知,当人类机体衰老时,造血干细胞数量会下降,进而会导致贫血症和削弱免疫系统。但德国乌尔姆大学的Hartmut Geiger研究团队在小鼠的骨髓中发现,老年小鼠具有更低水平的骨桥蛋白(OPN),而将衰老的造血干细胞在体外与OPN和凝血酶(可激活OPN)混合一起时,它们如年轻的造血干细胞一样开始产生白细胞。因而,研究者认为OPN可以抵抗感染和缓解贫血症,很有可能会重新激活整个血液系统,可用于治疗年龄相关的血液疾病。

参考文献:Osteopontin attenuates aging‐associated phenotypes of hematopoietic stem cells

Cell Rep:机制突破,SETD8酶可抗衰老

体内,细胞衰老有两种形式:1)当随着分裂能力的降低而最终停止增殖时,细胞会衰老。2)一些特定有害因素也促使细胞衰老,如癌变等。为研究机体衰老的机制,日本熊本大学的研究团队从表观遗传学的角度研究细胞衰老的机制。

他们以体外培养的人成纤维细胞为实验对象,寻找与衰老相关的因素,并发现SETD8酶能够调节细胞衰老过程。SETD8酶本身是甲基转移酶,其对组蛋白H4上的第20赖氨酸位点(H4K20)进行甲基化。一旦胞内SETD8酶活性降低时,细胞会出现典型的衰老症状,这也说明了SETD8可防止细胞衰老,可指导开发控制细胞衰老的方式。

参考文献:The SETD8/PR-Set7 Methyltransferase Functions as a Barrier to Prevent Senescence-Associated Metabolic Remodeling

Nat Commun:衰老新机制!RNA 质量控制

已研究表明,长寿的生物倾向于有更严格的DNA 和蛋白质质量控制。然而,RNA 质量控制是否对衰老过程有影响还不是很清楚。韩国浦项科技大学着重研究了一种典型RNA质量控制机制——无义介导的mRNA降解(NMD,可降解错误发生翻译终止的mRNA)。

他们首次发现,秀丽隐杆线虫(C.elegans)的NMD活性会随着衰老发生而降低,并证明了NMD对C.elegans的长寿命的维持至关重要,为延长人类寿命和预防衰老相关的疾病方面提出了新的思路。

参考文献:RNA surveillance via nonsense-mediated mRNA decay is crucial for longevity in daf-2/insulin/IGF-1 mutant C. elegans

Cell Rep: 大脑衰老主要波及胶质细胞

老年大脑和年轻大脑之间的差异不在于神经元的数量,而在于神经胶质细胞(glia)的数量和功能。伦敦大学研究人员检查了年龄在16~106岁的480名个体的尸检大脑样品,并发现一个人神经胶质细胞状态与年龄密切相关,甚至可用来预测年龄。

其中,随着衰老进行,星形胶质细胞(保护神经元)和少突胶质细胞(调节神经元功能)的特异性基因在海马和黑质(记忆和运动脑区)中的表达发生改变;而小胶质细胞(行驶免疫功能)特异性基因的表达在所有脑区域增加。另外,少突胶质细胞的数量随着年龄在额叶皮层中减少,并进一步确认这可能对应少突胶质细胞特定基因的表达减少。这项研究为更好地理解胶质细胞在晚年的大脑疾病中所起的作用奠定基础。

参考文献:Major Shifts in Glial Regional Identity Are a Transcriptional Hallmark of Human Brain Aging

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