Science發現逆轉衰老的通道
日期：2015-03-20 08:53:07
來自加州大學伯克利分校的科學家發現了一個對于衰老至關重要的分子信號通路，并證實操控這一過程可以幫助讓老化的血液變得像新鮮血液一樣。
線粒體中錯誤蛋白質折疊可引起損傷，研究人員發現造血干細胞修復這種損傷的能力對于它們的生存和再生能力至關重要。
發表在3月20日《科學》（Science）雜志上的這一研究發現，對于逆轉衰老跡象的相關研究將產生重要的影響。人們認為衰老過程是由于增高的細胞應激和損傷引起。
論文的資深作者、營養科學和毒理學系助理教授Danica Chen說：“當細胞無法應對壓力時最終會死亡。我們發現降低小鼠造血干細胞中線粒體的活性，我們能夠提高它們處理壓力的能力并讓老化的血液恢復青春活力。這證實了這一信號通路在衰老過程中起重要作用。”
線粒體中有著大量的蛋白質，它們必須正確折疊才能正常發揮功能。當蛋白質折疊出錯時，線粒體的未折疊蛋白反應（UPRmt）會發揮作用促進生成一些特異的蛋白來修復或是清除錯誤折疊蛋白。
Chen的實驗室在研究一類稱作為sirtuins的蛋白時偶然發現了UPRmt在造血干細胞衰老中起重要作用。人們已日益認識到sirtuins是一種抗壓調控因子。
研究人員注意到，一種特殊sirtuin——SIRT7水平升高可以幫助細胞應對線粒體中錯誤折疊蛋白帶來的壓力。值得注意的是，SIRT7的水平會隨著年齡的增長而下降。
一直以來很少有人對UPRmt信號通路開展研究，一些線蟲研究表明當爆發線粒體生長時它的活性會增高。
Chen指出，成體干細胞通常處于一種靜息、備用模式，少有線粒體活性。只有當需要它們來補充組織時才會被激活，此時線粒體的活性增高，干細胞發生增殖和分化。當出現蛋白質折疊問題時這種快速的生長可造成更大的損傷。
Chen說：“我們從老年小鼠處分離出了造血干細胞，發現當我們提高SIRT7的水平時，我們能夠減少線粒體蛋白質折疊應激。隨后我們將這些造血干細胞移植回小鼠體內，SIRT7提高了造血細胞的再生能力。”
新研究發現，SIRT7缺陷的造血干細胞增殖更快。這種加速的生長是由于蛋白質生成以及線粒體活性增加所致，放慢速度似乎是一個關鍵的步驟，其給予了細胞時間從壓力中恢復過來。Chen將這比喻為高速公路上的一起車禍或是汽車陷入交通堵塞之中。
她說：“你可以通過移除所有堵塞的汽車來處理這種擁堵，但你也可以阻止更多的汽車進入到這條高速公路。當存在線粒體蛋白質折疊問題時，線粒體會發生交通堵塞。如果你能夠阻止更多的蛋白質生成或加入線粒體，你就可以幫助減輕這種擁堵。”
在這項研究之前，人們并不清楚壓力信號是如何調控干細胞從靜息模式來回轉換的，以及在衰老過程中與組織再生之間的關系。
“發現這一線粒體信號通路在造血干細胞中的作用，為我們控制衰老過程提供了一個新靶標，”Chen說。
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