Cell,Science多篇文章:保持年輕的奧秘

【字體: 時間:2015年06月08日 來源:生物通

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  隨著我們年齡的增加,細胞損傷不斷積累,雖然干細胞能補充組織,但是這種維持健康組織的能力也會下降,近期一些研究論文紛紛圍繞這些方面進行了報道,Cell最新一期(6月5日)以“Secrets for Staying Young”為題,介紹了相關成果,這些研究成果將能讓我們進一步了解干細胞如何保護機體免受損傷,以及如何發生變化的。

  生物通報道:隨著我們年齡的增加,細胞損傷不斷積累,雖然干細胞能補充組織,但是這種維持健康組織的能力也會下降,近期一些研究論文紛紛圍繞這些方面進行了報道,Cell最新一期(6月5日)以“Secrets for Staying Young”為題,介紹了相關成果,這些研究成果將能讓我們進一步了解干細胞如何保護機體免受損傷,以及如何發生變化的。

干細胞自身作用機制能保持自我健康,一種可能性就是通過分裂,干細胞為個體提供最新的和最健康的細胞組成成分,來自Whitehead研究所的科學家們就發現,干細胞在分裂的時候能夠區分衰老和年輕的線粒體,并將它們不對稱的分配給子細胞。繼續保持“干”性的子細胞主要分到年輕的線粒體,而分化的子細胞主要分到衰老的線粒體。

這項成果發表在Science雜志上,研究指出正常上皮細胞會將溶酶體、線粒體、高爾基體等對稱分配給子細胞,而類似干細胞的永生化乳腺上皮細胞將大部分衰老線粒體傳遞給要分化的子細胞。這些細胞中的衰老線粒體大約是保持干性子細胞的六倍,也就是說干細胞分裂過程中衰老線粒體的不對稱分配是下一代細胞維持干性的必要條件。

那么年輕和衰老線粒體又是如何通過不對稱分配來促進干性的呢?

這還是個未解之謎,不過我們也許能通過酵母獲得一些線索:當酵母細胞出芽分裂時,新細胞能獲得年輕的,未損傷的線粒體,而親代細胞留下的是受到損傷的線粒體。這個過程可能是通過肌動蛋白作為牽引,其中有意思的地方在于,衰老相關的去乙; SIR2能增加肌動蛋白的豐度,并調控親代和子代之間的線粒體分配。但是這依然存在一個問題——不對稱細胞分裂過程中是否也存在相似的細胞骨骼作用機制呢?

但是無論分配機制是什么,這項研究提出了一個關鍵的問題,那就是為何年輕的線粒體能促進干性?

多能干細胞通過具有更多不成熟的線粒體,和更高的糖酵解率,當它們分化的時候,這些成分就轉變為氧化磷酸化,結果導致細胞糖酵解產物乙酰輔酶A減少,后者是組蛋白乙;璧脑,同時多能疾病的表觀調控能力也下降了。

2012年Nature上的兩篇論文探討了這方面的問題,一篇論文發現了為何去除線蟲中增殖生殖細胞會延長壽命的一個新機制,指出rpn-6是在與年齡相關的蛋白動態平衡失調中糾正相關缺陷的一個候選目標。

另外一篇文章則提出這樣一個假設:迅速分裂的干細胞有高蛋白酶體活性,來通過清除受損蛋白保護基因組和蛋白酶體的完整性。研究人員發現人胚胎干細胞有高26S/30S蛋白酶體活性,這種活性在發生誘導的分化時會降低!案叩鞍酌阁w活性”受到19S亞單元 PSMD11/RPN-6的表達增加以及FOXO4對其表達的調控,后者是一個胰島素/IGF-1反應性轉錄因子和DAF-16的直系同源基因。(鏈接:兩篇Nature發表壽命與干細胞相關新發現

未完待續……

參考論文標題:

Secrets for Staying Young

As organisms age, they accumulate cellular damage. Stem cells are needed to replenish tissues, but the damage they sustain over time compromises their ability to maintain healthy tissue function. A number of recent papers further our understanding of how stem cells are vulnerable to or protected from damage.

Stem cells. Asymmetric apportioning of aged mitochondria between daughter cells is required for stemness.

Actin dynamics affect mitochondrial quality control and aging in budding yeast

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