中美科學(xué)家揭示人類衰老的關(guān)鍵驅(qū)動力

人類為什么會衰老？中美兩國科學(xué)家的一項新研究顯示，一種叫做異染色質(zhì)的致密型染色體結(jié)構(gòu)失去穩(wěn)定，可能是關(guān)鍵原因。這項成果為延緩衰老及防治衰老相關(guān)疾病提供了新思路。

中國科學(xué)院生物物理研究所劉光慧實驗室、北京大學(xué)湯富酬實驗室以及美國索爾克研究所胡安?卡洛斯?伊斯皮蘇亞?貝爾蒙特實驗室于2015年4月30日在美國《科學(xué)》雜志上發(fā)表了他們有關(guān)干細(xì)胞衰老機(jī)理的突破性研究成果。

劉光慧說，當(dāng)前的衰老理論認(rèn)為，衰老主要源于細(xì)胞內(nèi)不斷聚集的DNA損傷，而新發(fā)現(xiàn)是對這一理論的補(bǔ)充。

他說：“我們提出了‘異染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)失序’是人類干細(xì)胞衰老的驅(qū)動力這一新的理論。此外，我們在異染色質(zhì)水平確立了可抑制人類細(xì)胞衰老的新型分子靶標(biāo)。”

人類的自然衰老進(jìn)程有幾十年，無法在實驗室中研究，而實驗鼠的衰老研究模型不能真實反映人類的衰老進(jìn)程以及人類對疾病和藥物的易感性。因此，劉光慧等人選擇建立人類成年早衰癥的干細(xì)胞模型，從而使衰老研究變得簡單。

成年早衰癥是一種罕見的常染色體隱性遺傳病，由WRN基因的突變所致，患者表現(xiàn)為在青春期就提前衰老，并伴發(fā)多種老年疾病。

研究人員首先通過基因組靶向編輯技術(shù)，使人類干細(xì)胞中的WRN基因發(fā)生突變，在實驗室中培育出具有成年早衰癥特征的干細(xì)胞。這種干細(xì)胞不僅表現(xiàn)出生長速度減慢、DNA損傷反應(yīng)加劇和分泌大量炎性因子等衰老特征，而且表現(xiàn)出異染色質(zhì)的加速缺失。

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，WRN蛋白與異染色質(zhì)蛋白SUV39H1、HP1α共存于一個蛋白質(zhì)復(fù)合體中，該復(fù)合體能維持異染色質(zhì)穩(wěn)定從而阻止干細(xì)胞衰老，但WRN的缺失會導(dǎo)致異染色質(zhì)穩(wěn)定性降低，進(jìn)而誘發(fā)細(xì)胞衰老。

通過比較健康老年人和年輕人體內(nèi)分離的干細(xì)胞，也可見老年人干細(xì)胞中WRN平的下調(diào)以及異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的異常，說明異染色質(zhì)的重塑可能是正常細(xì)胞衰老的驅(qū)動力之一。

劉光慧等人還發(fā)現(xiàn)，過量表達(dá)HP1α蛋白質(zhì)能抑制細(xì)胞加速衰老，這為未來干預(yù)人類干細(xì)胞的衰老提供了可能的分子靶標(biāo)。

劉光慧說：“衰老是人類疾病最大的危險因子。有別于針對某種特定衰老相關(guān)疾病的治療，理論上對人類衰老進(jìn)程的干預(yù)(延緩衰老)可能從根本上抑制多種衰老相關(guān)疾病的發(fā)生，因此具有巨大的科學(xué)研究和治療意義?！?/p>

[關(guān)毅 編譯]