【Nature子刊】洞察“僵尸”细胞发育机制——有望延长健康寿命！

6月30日发表在《Nature Structural & Molecular Biology》上的这项研究，首次表明了染色体的保护尖端，像鞋带末端的塑料帽一样的端粒，它的氧化损伤会引发细胞衰老。这些发现最终或可指向促进健康衰老或对抗癌症的新疗法。

https://www.nature.com/articles/s41594-022-00790-y

皮特大学环境与职业健康、药理学和化学生物学教授、资深作者Patricia Opresko博士说：“僵尸细胞仍然活着，但它们不能分裂，所以它们不能帮助补充组织。虽然僵尸细胞不能正常工作，但它们不是“沙发土豆”——它们会积极分泌引发炎症和损害邻近细胞的化学物质。我们的研究可以用来回答两个大问题：衰老细胞是如何随着年龄的增长而积累的，以及，端粒是如何促成这一过程的?

“僵尸”细胞的累积

 01 

当一个健康的人类细胞分裂成两个完全相同的细胞时，每条染色体的顶端都会剪掉一小段DNA，这样每分裂一次，端粒就会逐渐变短。然而，目前还不清楚，在人的一生中，细胞是否会频繁分裂以至端粒完全被侵蚀，从而过渡到类似僵尸的状态。几十年前，研究人员就已经知道，端粒的缩短会引发实验室培养细胞的衰老，但他们只能假设是端粒上的DNA损伤使得细胞变成僵尸。

到目前为止，要验证这一假设是不可能的，因为用来破坏DNA的工具是非特异性的，会导致整个染色体的损伤。

第一作者Ryan Barnes博士解释说：“我们设计了一个新工具，它就像一个分子狙击手，只对端粒造成氧化损伤。”

为了提高破坏DNA的精准度，研究小组使用了一种专门与端粒结合的特殊蛋白质。这种蛋白质就像棒球捕手的手套，它可以抓住研究人员扔进细胞的感光染料“棒球”。当被光激活时，染料会产生破坏DNA的活性氧分子。因为这种捕获染料的蛋白只与端粒结合，所以该工具会在染色体顶端造成DNA损伤。

研究人员发现，培养皿中培养的人类细胞，在端粒损伤4天后就变成了“僵尸”状态，而在实验室中通过细胞重复分裂使得端粒缩短以诱导衰老则需要数周甚至数月的时间。

端粒氧化损伤诱导的衰老机制

 02

阳光、酒精、吸烟、不良饮食和其他因素会产生破坏DNA的活性氧分子。细胞有能够修复DNA损伤的方法，但端粒对氧化损伤“极其敏感”。研究人员发现，端粒的损伤破坏了DNA复制，并诱导了导致衰老的应激信号通路。

UPMC希尔曼大学基因组稳定项目的共同负责人Opresko说：“我们发现了一种完全依赖端粒诱导细胞衰老的新机制。这些发现也解决了为什么功能失调的端粒并不总是比功能正常的端粒短的谜题。”

Barnes说：“既然我们了解了这一机制，我们就可以着手测试防止衰老的干预措施。例如，也许可以想办法将抗氧化剂靶向到端粒，以保护它们免受氧化损伤。”

这一发现也为研究人员开发一种名为senolytics的新药物提供了支持。Senolytics可以锁定僵尸细胞并杀死它们。

Barnes补充说：“通过减少这些会引发退行性疾病的僵尸细胞的累积，我们将能够延长‘健康寿命’——即一个人保持健康的时间长度。”（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://medicalxpress.com/news/2022-06-uncover-pathway-accumulation-age-promoting-zombie.html

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。