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甘氨酸,简单逆转衰老相关线粒体缺陷
浏览次数:4137 发布日期:2015-05-29

衰老过程可以延迟甚至逆转?日本筑波大学的Jun-Ichi Hayash教授领导的研究团队最近发现至少在人类细胞系中确有如此可能。他们还确认了两种特殊的,能够调节最小和结构最简单的氨基酸—甘氨酸生成的基因部分参与了衰老的过程。这篇研究发表在最近的Scientific Reports上。

在许多物种(包括人类)中,线粒体功能异常是衰老的标志之一。这种理论来源于线粒体在细胞中扮演的能源站角色,它通过细胞呼吸过程产生的能量,为细胞供能。线粒体DNA损伤会使线粒体DNA改变或者突变。而这些变化的积累与寿命的降低和早发性衰老(例如体重减轻,脱发和骨质疏松症等)相关。然而,与这种理论的相矛盾的证据却越来越多。Jun-Ichi Hayash团队进行了一些令人信服的研究并得出结论——年龄相关的线粒体缺陷并不是由线粒体DNA突变的积累导致的,而是由另一?#20013;?#24335;的基因调控来调节。

研究人员使用从年轻人(从胎儿阶段到12岁)和老年人(80-97岁)身?#31995;?#21040;的人类成?#23435;?#32454;胞系来观察线粒体的功能。通过比较这两组细胞的线粒体呼吸和DNA损伤的程度,研究人员一开?#35745;?#26395;得到老年组细胞线粒体呼吸过程减少,DNA损伤增多的结果。根据目前的理论,老年组细胞线粒体的确呼吸作用减少,然而老年和年轻组之间的DNA损伤的程度却没有差别。研究者由此提出,表观遗传学调控可能与线粒体中衰老?#21019;?#30340;相关影响有一定关系。

表观遗传调控是指一些化学结?#22815;?#34507;?#23383;?#30340;改变,能够改变的DNA链的物理结构,从而导致基因表达开启或关闭。不像基因突变,这些变化不会影响DNA序列本身。如果表观遗传调控的确参与,那么重新编程细胞回到胚胎干细胞样状态,将可以消除线粒体DNA相关的表观遗传变化。为了测试这个理论,研究人员重新编程来自于年轻和年老人成?#23435;?#32454;胞系回到胚胎干细胞样态。然后将这些细胞刺激分化为成?#23435;?#32454;胞,检测它们的线粒体呼吸功能。令人难以置信的是,与年龄相关的缺陷都被逆转——所有成?#23435;?#32454;胞的呼吸过程“媲美”胎儿成?#23435;?#32454;胞系,不论它们是源自年轻人还是老年人。这个结果表明在线粒体中的衰老过程由表观遗传调控控制,而不是线粒体DNA突变。

然后,研究人员寻找可能的基因控制这一表观遗传调控,确认了两个调节线粒体甘氨酸生产的特殊基因CGAT和SHMT2。他们发现,通过改变这些基因的调控可以诱导或者?#25351;?#25104;?#23435;?#32454;胞系线粒体功能缺陷。另外在97岁老年人的成?#23435;?#32454;胞系培养基加入甘氨酸,10天后,线粒体功能?#25351;礎?#36825;表明,甘氨酸治疗可逆转在老年人成?#23435;?#32454;胞年龄相关的线粒体呼吸缺陷。

这些研究发现与衰老线粒体理论背道而驰,表观遗传调控却是调节衰老的正主。这一理论仍有待检验。如果被证明,甘氨酸补充剂或将改变我们老年人生活。

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