发布时间:2017-09-11 15:53 原文链接: 最新抗衰老靶点:控制蛋白质组代谢

  “蛋白质合成对细胞来说是一个极耗能的过程,当细胞投入宝贵资源生产蛋白时,其他重要功能很可能就会被忽视。我们的工作表明,正常和异常老化的一个驱动器会加速蛋白质周转(protein turnover),”文章通讯作者、Salk研究所首席科学官和副总裁Martin Hetzer说道。

  注:Waterlow在1978年用“蛋白质周转”这一术语来描述蛋白质在体内的动态变化。蛋白质周转代谢是生物表现生命活动力的重要动力学过程。

  早年衰老症候群是一种非常罕见的遗传病,患者的衰老速度是正常人的8-10倍,患病儿童往往过早死亡。分子致病机理是细胞核结构蛋白核纤层蛋白A(lamin A)的罕见突变,但单一核蛋白突变为何会成倍的加速机体老化,一直原因不明。

  最初文章一作Abigail Buchwalter认为,可能是突变动摇了lamin A的结构,使其寿命变短。于是,她用稳定的同位素标记(Stable Isotope Labeling By Amino Acids In Cell Culture,SILAC)处理早衰患者和健康人的成纤维细胞,试图跟踪低血清培养条件下的细胞蛋白质周转。经质谱测量无胰蛋白酶肽的前提下,正常细胞lamin A在6天内明显地周转了,lamin B则非常稳定。但是, HGPS细胞(意指早衰患者的成纤维细胞)所有类型lamins(包括lamins A/C, lamin B1和lamin B2)的蛋白质周转都明显加速了。

  这一意外发现鼓励了研究人员去分析整个核仁(nucleolus)蛋白质组的周转频率。结果发现,除了少数例外,HGPS细胞绝大多数蛋白质周转都显著提速了。这推翻了之前的观点,证明早衰症不仅仅归咎于lamin A突变!

  “核仁是组装核糖体的主要区域,而核糖体是组装蛋白质的场所,我们第一次证明了早衰症患者细胞的整体蛋白质代谢都发生了变化,”Buchwalter说。

  本研究还分析了年龄范围从12到84岁的志愿者细胞,发现因蛋白质表达水平增加,健康细胞中核仁大小伴随老化而增大,表明核仁大小不仅可能是衰老相关的一个生物标志,而且很可能是对抗早衰和正常衰老的一个靶点。

  一些研究曾指出,降低蛋白质合成能延长小鼠和线虫的生命,本研究为这些结论提供了确凿证据。

  Hetzer实验室计划继续探索核仁大小与衰老的关系,争取将其开发成一个可靠的生物标志物。“虽然还不能完全肯定,但我们认为衰老是一个线性过程,利用衰老标记物追踪老化进程对解开人类衰老之谜非常有用。”Hetzer说。

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