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衰老調控新機制登Nature亮點推薦

日期:2011-09-21 10:23:58

2007年自然出版集團宣布《Nature》出版集團的新出版物、名為Nature China的網站正式啟動。這一網站致力于聚焦中國大陸地區和香港的優秀科學成果,每周都會針對最新發表的論文,在此網站撰寫摘要和評述。本期的推薦研究文章包括:

 

生物體的衰老(aging)是一個非常復雜的過程。隨著年齡的增長,生物體內各種分子、細胞、組織以及器官的損傷會不斷的積累,從而逐漸喪失功能,并最終導致疾病和死亡。近年來,延緩衰老以及延長人類的健康壽命(healthy lifespan)成為了生物學研究的熱點。

   
來自中科院上海生科院計算機生物學研究所、中科院上海生科院生物化學與細胞生物學研究所、中科院遺傳與發育生物學研究所等機構的研究人員在新研究中發現組蛋白H3H27me2/3去甲基酶UTX-1/UTX對衰老發揮了重要的調控作用。這一研究成果于201183日作為封面文章在線發表于國際著名學術期刊《細胞-代謝》(Cell Metabolism)上,該雜志同期以preview的形式對這項研究給予了高度評價,認為:“文章的實驗證據表明,重新建立表觀遺傳狀態為延緩衰老甚至逆轉衰老提供了可能性,這是重要的發現。”。

   
在這篇文章中,研究人員通過生物化學、分子生物學、遺傳學和系統生物學相結合的方法,證實組蛋白H3H27me2/3去甲基酶UTX-1/UTX對衰老發揮了重要的調控作用。在秀麗線蟲中,該基因的雜合突變體及野生型的RNAi敲降后都能極大的延長線蟲壽命,使其抗逆性也大大加強。遺傳學分析發現其功能依賴于胰島素樣信號通路。雜合突變或敲降后的機體內胰島素樣信號通路的一部分受體和激酶處于較高的抑制性標記H3H27me3修飾狀態,從而引起表達量的降低,抑制了衰老信號的傳遞,最終導致控制壽命的重要轉錄因子DAF-16功能的增強,從而延緩了衰老。這種通過重新建立組蛋白修飾模式的作用方式揭示了細胞的重編程在抑制衰老過程中的重要作用,并提示其作用機制在哺乳動物細胞中同樣存在。

   
該研究首次報道了通過體細胞發揮功能的組蛋白修飾基因對衰老這一重要生物學過程的調控作用,加深了對表觀遺傳功能的認識,并為新型抗衰老藥物的研發提供了潛在的靶點。

 

除此之外,近期來自中國科學院動物所的研究人員證實真皮來源的干細胞在環境改變的情況下將發生細胞衰老(cellular senescence)現象,并且這種現象最終將導致真皮干細胞自我更新能力的喪失。不同年齡的真皮干細胞對這種細胞衰老的過程具有不同的抵抗能力。這一研究成果發布在《Aging Cell》雜志上。

 

這項研究不僅為探索人類皮膚衰老的細胞分子機制奠定了基礎,并且為今后應用成體皮膚干細胞進行組織工程皮膚的構建以及應用再生醫學與轉化醫學進行皮膚相關疾病的治療提供了理論依據與技術支持。


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