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端粒、线粒体和炎症:衰老的三大标志共同预防癌症

时间:2023-08-15 15:58来源:新华社   作者:未知 点击: 232次
 
作者:索尔克研究所
 
 
端粒保护染色体末端免受损伤。图中显示的是 DNA 修复活动中的端粒(绿色)和 DNA(蓝色)。图片来源:索尔克研究所
随着年龄的增长,染色体的端盖(称为端粒)会逐渐缩短。现在,索尔克的科学家们发现,当端粒变得非常短时,它们会与细胞的动力源线粒体进行交流。这种交流会触发一系列复杂的信号通路,并引发炎症反应,从而摧毁原本可能癌变的细胞。
 
这些发现发表在2023年2月8日的《自然》杂志上,可能会带来预防和治疗癌症的新方法,并设计出更好的干预措施来抵消衰老带来的有害后果。
 
这一发现是共同第一作者、索尔克大学教授扬-卡尔塞德(Jan Karlseder)和杰拉尔德-沙德尔(Gerald Shadel)合作的成果。卡尔塞德的实验室研究端粒生物学以及端粒如何防止癌症形成。沙德尔的实验室研究线粒体在人类疾病、衰老和免疫系统中的作用。
 
"唐纳德和达琳-谢利讲座教授卡尔塞德说:"我们很高兴发现端粒会与线粒体对话。"在控制良好的生物过程中,它们显然能协同启动细胞通路,杀死可能导致癌症的细胞。"
 
当端粒缩短到无法再保护染色体免受损伤的程度时,就会发生一种被称为 "危机 "的过程,细胞就会死亡。这一有益的自然过程能清除端粒极短和基因组不稳定的细胞,是防止癌症形成的强大屏障。Karlseder 和这项研究的第一作者、Karlseder 实验室的高级助理研究员 Joe Nassour 之前发现,处于危机中的细胞会被一种叫做自噬的过程清除,在这个过程中,人体会清除自身受损的细胞。
 
 
在这幅插图中,缩短的端粒表现为两个烟火的末端。端粒向线粒体发送炎症通信信号,以烟火路径表示。端粒与线粒体之间的通信激活了免疫系统,从而摧毁了可能癌变的细胞。资料来源:索尔克研究所
在这项研究中,研究小组希望了解在端粒极短的危机时期,依赖自噬的细胞死亡程序是如何被激活的。通过利用被称为成纤维细胞的人类皮肤细胞进行基因筛选,科学家们发现了相互依存的免疫感应和炎症信号通路--类似于免疫系统对抗病毒的通路--这些通路对于危机期间的细胞死亡至关重要。具体来说,他们发现来自短端粒的RNA分子会以一种独特的方式激活线粒体外表面名为ZBP1和MAVS的免疫传感器。
这些发现证明了端粒、线粒体和炎症之间的重要联系,并强调了细胞是如何绕过危机(从而逃避破坏)并在这些途径无法正常运作时发生癌变的。
 
"端粒、线粒体和炎症是衰老的三大标志,但它们通常被孤立地研究,"奥黛丽-盖泽尔生物医学讲座教授、圣迭戈内森-休克衰老基础生物学卓越中心主任沙德尔说。"我们的研究结果表明,受压端粒会向线粒体发送RNA信息,从而引起炎症,这突出表明有必要研究这些标志之间的相互作用,以全面了解衰老,或许还能采取干预措施,延长人类的健康寿命。
 
"癌症的形成不是一个简单的过程,"纳索尔说。"它是一个多步骤的过程,需要整个细胞发生许多改变和变化。更好地了解连接端粒和线粒体的复杂途径,可能会在未来开发出新型癌症疗法。"
 
接下来,科学家们计划进一步研究这些通路的分子基础,并探索针对这些通路预防或治疗癌症的治疗潜力。
 
其他作者包括索尔克的Lucia Gutierrez Aguiar、Adriana Correia、Tobias T. Schmidt、Laura Mainz、Sara Przetocka、Candy Haggblom、Nimesha Tadepalle、April Williams和Maxim N. Shokhirev,以及新加坡分子与细胞生物学研究所的Semih C. Akincilar和Vinay Tergaonkar。
(责任编辑:泉水)
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