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Cell子刊:看器官如何花樣衰老

日期:2015-09-21 08:49:44

歲月會在每一個人身上留下痕跡,只不過這痕跡的深淺是因人而異的,有些人優雅的老去,有些人卻形容憔悴。科學家們最近發現,衰老對不同器官的影響其實也大相徑庭。

 

衰老會使器官功能發生進程性的衰退,影響細胞和蛋白質的功能。Salk研究所、EMBL和加州大學的研究人員發現,不同器官的蛋白質衰老存在顯著差異,器官如何衰老取決于它的細胞特性及其生理功能。這項研究發表在九月十七日的Cell Systems雜志上。

 

“衰老對機體的影響是很多樣化的,僅檢測一種參數可能只是管中窺豹,”文章的共同第一作者,Salk研究所的Brandon Toyama說。

 

為了全面理解衰老,研究人員將不同的“組學”技術整合起來,對青年大鼠和老年大鼠進行研究。他們結合基因組學蛋白質組學數據,在肝臟和大腦中全面分析了轉錄、翻譯、蛋白水平、可變剪切和蛋白磷酸化改變。這些結果是“豐富的資源,可以幫助人們在整體水平上更好的理解衰老,”Toyama說。

 

研究人員在青年和老年大鼠中鑒定了468個有豐度差異的蛋白,這種差異主要來自于蛋白合成的改變。此外,還有130個蛋白在細胞定位、磷酸化狀態或剪切形態上表現出年齡相關的差異,這些差異能影響蛋白的活性水平。“這項研究為人們揭示了許多受年齡影響的蛋白質,”文章的資深作者,EMBLMartin Beck說。

 

值得注意的是,這些年齡相關的蛋白差異大多具有器官特異性。蛋白質的衰老模式似乎與器官的細胞特性或生理功能有關。舉例來說,成體內的肝臟細胞頻繁更替,蛋白也經常得到更新。但成體大腦的神經元大多不分裂,一經形成就要持續終生,隨著年齡增長大腦中的蛋白更容易累積損傷。

 

正因如此,大腦中受衰老影響的蛋白比肝臟多得多。研究表明,在衰老過程中發生改變的大腦蛋白,涉及了神經可塑性和記憶形成。在肝臟中,衰老主要改變的是一些代謝網絡。“我們的研究顯示,不同器官的衰老機制并不相同,而蛋白更新發生的變化又在推動衰老的進程,” 文章的另一位資深作者,Salk研究所的Martin Hetzer說。

 


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