日本名古屋大学的研究团队发现,醛类物质作为代谢副产物,与过早衰老密切相关。该研究发表于《自然细胞生物学》,揭示了对早衰疾病的深入理解,并为延缓健康个体的衰老提供了潜在策略,例如控制酒精、污染和烟雾等醛类诱导物质的暴露。
醛类物质会损害人体健康,而该团队的研究表明,这些有害影响还包括加速衰老。研究成员包括Yasuyoshi Oka、Yuka Nakazawa、Mayuko Shimada和Tomoo Ogi。Oka指出:“DNA损伤与衰老表型有关,但我们首次提出醛源性DNA损伤与过早衰老之间的直接关联。”
研究人员推测醛类与衰老存在联系,因为患有早衰疾病(如AMeD综合征)的个体表现出醛分解酶(如ALDH2)活性不足。在健康个体中,ALDH2在酒精代谢中至关重要:肝脏将酒精代谢为醛,再通过ALDH2转化为无毒物质排出体外。醛类具有高度反应性,能与DNA和蛋白质形成DNA-蛋白质交联(DPC),阻断细胞增殖和维持过程中的关键酶,导致功能障碍和衰老。
针对醛诱导的DPC,科学家采用DPC-seq方法研究醛积累与早衰患者DNA损伤的联系。实验发现,TCR复合物、VCP/p97和蛋白酶体参与去除活跃转录区域中甲醛诱导的DPC。缺乏醛清除过程和TCR通路的小鼠模型表现出更严重的AMeD综合征症状,证实了这些过程的重要性,表明早衰疾病与醛积累相关。
Ogi教授表示:“通过阐明DNA损伤快速愈合的机制,我们揭示了遗传性过早衰老的部分原因。”Oka补充道:“我们的研究为理解早衰疾病的潜在机制开辟了新途径,并提供了治疗干预的潜在靶点。通过阐明醛在DNA损伤和衰老中的作用,我们为开发新疗法和干预措施铺平了道路。”他进一步指出:“治疗药物的开发尚未取得进展,因为我们尚未完全了解AMeD综合征和Cockayne综合征的病因。这项研究表明,患者的病理状况与细胞内醛类衍生的DPC有关,有望帮助寻找去除醛的化合物,从而促进候选治疗药物的配制。”
该研究的意义不仅限于遗传疾病,还表明醛诱导的DNA损伤可能在健康个体的衰老过程中发挥作用。通过将醛确定为导致衰老的物质,研究揭示了环境因素与细胞衰老之间的复杂联系,对人类健康和寿命具有重大影响。
更多信息:通过转录偶联修复解决内源性醛诱导的DNA-蛋白质交联,《自然细胞生物学》(2024)。