科学家发现线粒体调控p53蛋白抑制老化细胞炎症的能力。通过激活p53,研究人员在小鼠中减少了炎症标志物,这表明可能存在潜在的抗衰老治疗方法。(艺术家的概念)。图片来源:SciTechDaily.com
新研究揭示了防止与老化相关的僵尸样细胞引起的慢性炎症的新见解。
在人类和其他多细胞生物中,细胞会增殖。这一基本过程从胚胎到成年推动生长,并支持整个生命中的组织修复。
然而,某些因素可以破坏这个周期,导致细胞进入一种被称为衰老的僵尸状态。在这种状态下,细胞仍然存活但失去了分裂和生成新细胞的能力。虽然身体可以清除这些衰老细胞,但它们往往会随着年龄的增长而积累。随着时间的推移,免疫系统变得不那么有效,无法清除这些细胞,从而加速衰老过程。
“除了不再生长和增殖外,衰老细胞的另一个特征是它们具有这种炎症程序,使它们分泌炎症分子,”Peter Adams博士说,他是桑福德·伯纳姆·普雷比斯癌症基因组和表观遗传学项目的主任和教授,也是该研究的高级和共同通讯作者。
运行这种炎症程序的细胞被认为表现出衰老相关分泌表型(SASP)。过多具有SASP并分泌炎症分子的细胞可以导致体内的慢性炎症。这种普遍的炎症——称为“炎性衰老”——已被证明与许多与年龄相关的疾病有关。
关于DNA修复和炎性衰老的新发现
桑福德·伯纳姆·普雷比斯的研究人员及其全国范围内的合作者在2025年3月5日发表在《自然通讯》上的研究中显示,为我们的细胞提供能量的线粒体也控制着一种DNA修复蛋白抑制SASP的能力,这可能减少或延迟炎性衰老。
Peter Adams博士是桑福德·伯纳姆·普雷比斯癌症基因组和表观遗传学项目的主任和教授,也是该研究的高级和共同通讯作者。Karl Miller博士是Adams实验室的研究员,也是该研究的主要和共同通讯作者。图片来源:桑福德·伯纳姆·普雷比斯
研究团队通过辐射使人类细胞衰老,然后使用这些细胞来证明DNA修复蛋白肿瘤蛋白p53抑制了SASP及其触发事件之一——胞质染色质片段(CCF)的形成。这些片段是从细胞核中喷出的受损DNA碎片,进入了细胞膜和中心核之间的凝胶状细胞质中。DNA出现在不应出现的地方可能会触发免疫系统并促进SASP。
小鼠实验和线粒体的作用
科学家们通过给小鼠施用一种由癌症研究人员开发的药物来验证他们的发现,这种药物可以激活p53以抑制肿瘤。在老年小鼠中,这种药物没有减少衰老细胞的数量,而是逆转了标记年龄相关SASP的细胞特征,可能阻止了可能导致炎性衰老的炎症污染。
此外,研究人员还发现,衰老细胞的线粒体功能失调,线粒体是细胞的主要能量来源。受压的线粒体可以导致衰老细胞形成CCF并抑制编码p53的基因表达。
“总的来说,我们已经确定了一种能够促进DNA修复和基因完整性,同时抑制导致与年龄相关疾病的危险炎症特征的细胞回路,”Karl Miller博士说,他是桑福德·伯纳姆·普雷比斯Adams实验室的研究员,也是该研究的主要和共同通讯作者。
“我们还表明,可以通过现有药物在培养的细胞和小鼠中修改这条通路,因此有一天可能设计出针对p53的治疗方法,以促进更健康的衰老。”
参考文献:“p53增强DNA修复并抑制衰老细胞中的胞质染色质片段和炎症”由Karl N. Miller, Brightany Li, Hannah R. Pierce-Hoffman等人撰写,发表于2025年3月5日的《自然通讯》杂志。DOI: 10.1038/s41467-025-57229-3
该研究得到了美国国立卫生研究院、国家癌症研究所、加州再生医学研究所和格伦医学研究基金会的支持。
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