衰老調(diào)控新機(jī)制登Nature亮點推薦
日期:2011-09-21 10:23:58
2007年自然出版集團(tuán)宣布《Nature》出版集團(tuán)的新出版物、名為Nature China的網(wǎng)站正式啟動。這一網(wǎng)站致力于聚焦中國大陸地區(qū)和香港的優(yōu)秀科學(xué)成果,每周都會針對最新發(fā)表的論文,在此網(wǎng)站撰寫摘要和評述。本期的推薦研究文章包括:
生物體的衰老(aging)是一個非常復(fù)雜的過程。隨著年齡的增長,生物體內(nèi)各種分子、細(xì)胞、組織以及器官的損傷會不斷的積累,從而逐漸喪失功能,并最終導(dǎo)致疾病和死亡。近年來,延緩衰老以及延長人類的健康壽命(healthy lifespan)成為了生物學(xué)研究的熱點。
來自中科院上海生科院計算機(jī)生物學(xué)研究所、中科院上海生科院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所、中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所等機(jī)構(gòu)的研究人員在新研究中發(fā)現(xiàn)組蛋白H3H27me2/3去甲基酶UTX-1/UTX對衰老發(fā)揮了重要的調(diào)控作用。這一研究成果于2011年8月3日作為封面文章在線發(fā)表于國際著名學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞-代謝》(Cell Metabolism)上,該雜志同期以preview的形式對這項研究給予了高度評價,認(rèn)為:“文章的實驗證據(jù)表明,重新建立表觀遺傳狀態(tài)為延緩衰老甚至逆轉(zhuǎn)衰老提供了可能性,這是重要的發(fā)現(xiàn)?!?。
在這篇文章中,研究人員通過生物化學(xué)、分子生物學(xué)、遺傳學(xué)和系統(tǒng)生物學(xué)相結(jié)合的方法,證實組蛋白H3H27me2/3去甲基酶UTX-1/UTX對衰老發(fā)揮了重要的調(diào)控作用。在秀麗線蟲中,該基因的雜合突變體及野生型的RNAi敲降后都能極大的延長線蟲壽命,使其抗逆性也大大加強(qiáng)。遺傳學(xué)分析發(fā)現(xiàn)其功能依賴于胰島素樣信號通路。雜合突變或敲降后的機(jī)體內(nèi)胰島素樣信號通路的一部分受體和激酶處于較高的抑制性標(biāo)記H3H27me3修飾狀態(tài),從而引起表達(dá)量的降低,抑制了衰老信號的傳遞,最終導(dǎo)致控制壽命的重要轉(zhuǎn)錄因子DAF-16功能的增強(qiáng),從而延緩了衰老。這種通過重新建立組蛋白修飾模式的作用方式揭示了細(xì)胞的重編程在抑制衰老過程中的重要作用,并提示其作用機(jī)制在哺乳動物細(xì)胞中同樣存在。
該研究首次報道了通過體細(xì)胞發(fā)揮功能的組蛋白修飾基因?qū)λダ线@一重要生物學(xué)過程的調(diào)控作用,加深了對表觀遺傳功能的認(rèn)識,并為新型抗衰老藥物的研發(fā)提供了潛在的靶點。
除此之外,近期來自中國科學(xué)院動物所的研究人員證實真皮來源的干細(xì)胞在環(huán)境改變的情況下將發(fā)生細(xì)胞衰老(cellular senescence)現(xiàn)象,并且這種現(xiàn)象最終將導(dǎo)致真皮干細(xì)胞自我更新能力的喪失。不同年齡的真皮干細(xì)胞對這種細(xì)胞衰老的過程具有不同的抵抗能力。這一研究成果發(fā)布在《Aging Cell》雜志上。
這項研究不僅為探索人類皮膚衰老的細(xì)胞分子機(jī)制奠定了基礎(chǔ),并且為今后應(yīng)用成體皮膚干細(xì)胞進(jìn)行組織工程皮膚的構(gòu)建以及應(yīng)用再生醫(yī)學(xué)與轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)進(jìn)行皮膚相關(guān)疾病的治療提供了理論依據(jù)與技術(shù)支持。
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