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细胞衰老与表观遗传改变有关

时间:2013-09-14 11:58来源:生命科学研究快报 编译 作者:未知 点击: 113次
(责任编辑:泉水)
 
 

美国宾夕法尼亚大学医学院的研究人员发现,表观遗传因子在衰老过程通过改变染色质结构而起作用。该研究成果发表在《基因和发育》(Genes & Development)杂志2013年第17期上。

衰老是促进肿瘤细胞抑制的途径之一,是细胞增殖阻滞的一种不可逆程序。衰老被认为与正常老化有关,也是机体抵抗逃逸细胞复制的一种保护方法。生物医学专业的研究人员在研究基本衰老科学时,对老化相关疾病的机制有了更好的理解,如癌症。研究人员表示,实际上衰老是老化和肿瘤之间的均衡进程。核蛋白Lamin B1是核膜内的纤维网络即核纤层一部分,负责维持细胞核型态并使基因的某些区域或多或少被翻译成蛋白从而调控DNA。目前已经知道衰老过程染色质下调lamin B1,但这两个过程如何相互作用人们了解很少。

此次研究比较了两种肺细胞的整个基因组粘性位点的差异,一个位于增殖基因的起始端,作为对照;另一个位于复制循环和衰老的末端。研究发现当衰老细胞核蛋白lamin B1被敲除,基因表达发生大范围变化。推断lamin B1丢失会引起染色质结构发生改变,并影响细胞老化。研究过程中研究人员发现,衰老细胞内大部分基因改变了染色质,尤其是紧密结合到核纤层的区域。事实上,这两群细胞不同之处在于人基因核酸碱基对发生改变,比例是30%。通过比较两种组蛋白修饰,即分子粘性位点的增加和减少,发现在衰老细胞明显不同。这些变化包括大范围的粘性位点丰富区,即“山峰”区(是lamin B1相关染色质区域),和粘性蛋白缺失区,即“峡谷”区。此外,还发现增殖细胞中lamin B1减少也激发早熟衰老,重要的是,促进染色质“高山和峡谷”化的出现。

在儿童早衰症(Hutchinson-Gilford progeria syndrome)患者的纤维细胞,表现出富集组蛋白的“山峰”,表明早熟的染色质改变与加速细胞衰老有关。该病由lamin A蛋白突变引起,属于遗传病,在童年时代出现加速老化的剧烈病症。其他的研究人员也发现早衰症状小鼠模型中衰老延迟。研究团队通过比较早衰儿童和他们无症状父母的细胞,发现早衰细胞的染色质粘性位点在核纤层区域没有正常表达。这些基因所在染色质被称为“宽容染色质”,这种“宽容”是衰老细胞的特征。相比儿童,父母的对照细胞没有这种宽容染色质。研究人员表示,该数据提示衰老细胞中染色质发生较大重排,表明lamin B1下调是染色质全部和局部变化的重要触发点,影响了基因表达、老化和癌症。

研究人员表示一旦知道染色质改变发生在正常衰老过程,可以比较研究异常早衰中异常染色质变化,如大脑退化,而这个问题在早衰人群中逐渐显现。而且,许多人类疾病随着年龄指数级上升(例如癌症),这一研究发现为研究人类老化与相关疾病机制之间的关系提供线索。

韩文雄 编译自http://www.sciencedaily.com/releases/2013/08/130830104110.htm

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