EMBO J：告诉你衰老的真相

“为什么我们会老？”是一个最令人着迷的问题，但目前还没有一个令人满意的答案。最近，来自德国莱布尼茨分子药理学研究所（Leibniz-Institut für Molekulare Pharmakologie）的科学家，已经向这个问题的答案迈近了一步。他们进行的一项研究首次表明，细胞的某个区域，所谓的内质网，在衰老过程中失去了其氧化能力。如果这个“长生丹”丢失，那么许多蛋白质就不能正常成熟。同时，氧化损伤会在细胞的另一个区域（细胞溶质）积累。这种相互作用以前是未知的，现在使我们对衰老以及神经退行性疾病（如阿尔茨海默氏症或帕金森），有了一个新的理解。

每个细胞由不同的隔室组成。其中一个就是内质网（ER）。在这里，蛋白质被分泌到血液中，如胰岛素或免疫系统的抗体，在氧化环境中成熟。一种质量控制，所谓的氧化还原平衡，可确保氧化环境的维护和二硫键的形成。二硫桥可形成和稳定蛋白质的三维结构，从而对分泌蛋白的正确功能（例如迁移到血液），是必不可少的。

均衡失去平衡

这项研究首次表明，ER在衰老过程中失去了它的氧化能力，这会改变这个隔室的还原/氧化平衡（简称氧化还原反应）。这将导致形成二硫桥的能力下降，它们对于正确的蛋白质折叠非常的重要。因此，许多蛋白质不再能正确地成熟，并且变得不稳定。

虽然，我们已经知道，增加的蛋白质错误折叠伴随着衰老进程的发生，但是，我们并不知道氧化还原平衡是否受到影响。同样，我们也不清楚，ER氧化能力的损失，是否也影响到细胞另一个隔室的组分：反过来，即，是否蛋白质还原细胞溶质在衰老过程中变得更具氧化性，从而导致自由基释放引起的已知氧化蛋白损伤。

相关研究结果发表在七月三十日的国际著名学术期刊《EMBO Journal》，本文第一作者、Janine Kirstein博士说：“到现在为止，在衰老过程中，内质网中发生了什么，还完全不清楚。我们现在能够成功地回答这个问题。”同时，科学家们能够发现，蛋白质内稳态和氧化还原平衡之间存在很强的相关性。生物学家继续解释说：“这是全新的，有助于我们理解‘为什么分泌蛋白会变得不稳定，并在老年期和应激时失去功能’。这也许可以解释‘为什么随着年龄的增大，免疫反应会衰退’。”

压力和衰老的效果一样

研究人员也证明了压力后ER氧化环境的下降。当他们在细胞中合成淀粉样蛋白纤维时――可导致阿尔茨海默氏症、帕金森和亨廷顿病等疾病，他们启动了相同的级联反应。除此之外，他们表明，是在一定的组织中合成的淀粉样蛋白，也对同一生物另一个组织中的氧化还原平衡有负面影响。Kirstein解释说：“蛋白质压力可导致跟衰老一样的效果。因此，我们的研究结果不仅对于衰老研究很有趣，而且还与神经退行性疾病有关，如阿尔茨海默氏症。”

在他们的实验中，研究人员使用线虫――一个已确立的模型系统，在分子水平上调查衰老过程。由于线虫是透明的，研究人员能够使用基于荧光的传感器，来测量单个细胞隔室中的氧化反应。因此，研究人员可能在活线虫中精确地跟踪随年龄增长氧化还原反应的变化。此外，研究人员在培养的人源细胞中，研究了蛋白质聚集对氧化还原平衡的影响。这些数据与来自线虫的数据是完全一致的。

利用调查结果来确定新的诊断标志物Kirstein强调说：“我们获得了很多的见解，而且也知道，衰老要比以前认为的复杂得多。”因此，蛋白质折叠应力到氧化还原平衡的信号转导――无论是细胞内从一个隔室到另一个隔室，还是在两个不同的组织之间，仍然是完全不清楚的。

尽管如此，这项衰老研究已经迈出了重要的一步，特别是因为，它有望带来一个实际的好处。氧化还原平衡可作为一个新的生物标志物，在未来用于诊断衰老和神经退行性过程。Janine Kirstein说：“目前，这种方法对于治疗目还不太可能有用，但是开发成诊断工具确实是有可能的。”

（转化医学网360zhyx.com）