逆转干细胞衰老

信江在线2021-06-18 01:25[浏览字号: ]

  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,近期一些研究论文纷纷围绕这些方面进行了报道,Cell最新一期(6月5日)以“SecretsforStayingYoung”为题,介绍了相关成果,这些研究成果将能让我们进一步了解干细胞如何保护机体免受损伤,以及如何发生变化的。

  前文:Cell,Science多篇文章:保持年轻的奥秘

  同样在酵母细胞中,来自Stowers研究所研究员李戎(RongLi)博士等人发现大约90%的聚集物都是在细胞的蛋白质合成位点——内质网(ER)的表面形成。

  限制错误折叠蛋白聚集物扩散到芽以及子细胞中去的质量控制机制。在芽殖酵母的有丝分裂阶段,异常蛋白质聚集物被母细胞中高度锚定的线粒体“困住”。因此,通过芽获得的线粒体基本上没有聚集物。

  值得注意的是,大多数存在于母细胞中的聚集物都没有跟随进入到芽中去的线粒体,它们或是被分解或是仍然与留在母细胞中的线粒体结合,只显示出有限的局部移动性。因此,芽继承的线粒体基本没有聚集物。(链接:李戎教授Cell发表错误蛋白惊人发现)

  线粒体本身蛋白毒性胁迫似乎也与干细胞衰老有关,成体干细胞保持自身干性可以通过停留在新陈代谢静止的状态,直到有需要再转变回来,这些细胞通常并没有多少线粒体,但是当它们开始增殖和补充组织的时候,它们的新陈代谢就会加速,线粒体生物合成增加。

  来自加州大学伯克利分校的研究人员发现降低小鼠造血干细胞中线粒体的活性,能够提高它们处理压力的能力,并让老化的血液恢复青春活力。

  这项研究的关键在于一种特殊sirtuin——SIRT7水平升高可以帮助细胞应对线粒体中错误折叠蛋白带来的压力。SIRT7的水平会随着年龄的增长而下降。研究人员发现SIRT7缺陷的造血干细胞增殖更快,这种加速的生长是由于蛋白质生成以及线粒体活性增加所致。线粒体中有着大量的蛋白质,它们必须正确折叠才能正常发挥功能。当蛋白质折叠出错时,线粒体的未折叠蛋白反应(UPRmt)会发挥作用促进生成一些特异的蛋白来修复或是清除错误折叠蛋白,UPRmt在造血干细胞衰老中起重要作用。

  那么是什么原因导致造血干细胞退出休眠状态呢,线粒体胁迫又是如何长期影响细胞的呢?

  MichaelMilsom等人发现在诸如慢性失血或感染等压力状况下,会驱使造血干细胞进入快速的细胞分裂状态以生成新的血细胞及修复受损组织。就像在半夜强迫你起床,将你推入到跑车中,要求你仍然在半梦半醒的状态下以尽可能快的速度环绕赛道开车一样。干细胞在短时间内从休息状态转向极高的活性,要求它们迅速地提高代谢速率,合成新的DNA以及调整细胞分裂。突然不得不同时执行这些复杂的功能,大大增加了出错的可能性。

  这项研究表明在应激期间提高干细胞的能量需求会导致直接损伤DNA的活性代谢物生成增加。如果这种情况发生在细胞试图复制DNA之时,那么就可以导致干细胞死亡,或有可能获得一些致癌突变。这很好地解释了随着年龄增长干细胞中DNA损伤的逐渐累积,以及当你变老时组织维持和修复自身能力的相应下降。

  这些研究成果均指出,线粒体代谢和功能在干细胞维持和衰老过程中的重要地位,了解这些过程的调控机制,以及与其它细胞功能之间的合作协调,将是解决干细胞衰老问题,以及最终有一天我们能逆转衰老的关键。

  来自转载