發(fā)布日期:2016-12-08
衰老是多種慢性疾病的關鍵風險因素,但細胞衰老背后的生物學機制很大程度上仍是未知的。12月5日,在線發(fā)表在Nature上的一項研究中,來自哈佛大學陳曾熙公共衛(wèi)生學院(Harvard T.H. Chan School of Public Health)的研究小組首次在線蟲中揭示了 RNA剪接(RNA splicing)功能與長壽之間的關聯(lián)。這一研究結果闡明了剪接在壽命中的生物學作用,且表明了在人類中操作特定的剪接因子有望幫助促進健康老齡化。
由于公共衛(wèi)生的進步,上個世紀全球范圍內的預期壽命顯著增長。然而,雖然壽命更長了,但人們未必活得更健康,特別是在生命的最后幾十年。年齡相關疾?。ㄈ绨┌Y、心臟病和神經退行性疾?。┈F(xiàn)在已成為主要的全球衛(wèi)生負擔。這一問題可能會進一步加劇。
為了使身體(細胞)保持“年輕”,它們必須維持適當?shù)捏w內平衡。在細胞水平上,這意味著保持生物學信息的流動,從基因-RNA-蛋白質,保持平穩(wěn)“運行”。此前,有大量的研究揭示了基因和蛋白質功能紊亂如何加速老化,但RNA部分(包括RNA剪接)是如何影響衰老的卻鮮為人知。
RNA剪接是真核細胞基因表達中非常重要的一個生物過程,能夠使一個基因產生多種蛋白質。該研究的通訊作者William B. Mair說:“雖然我們知道,特定的剪接缺陷能夠導致疾病的發(fā)生,但我們對RNA剪接在衰老過程中的作用非常感興趣。”
這一研究中,科學家們選擇了秀麗隱桿線蟲作為研究對象。這種線蟲是研究衰老有利的工具,因為它們只存活約3周,且在這段期間,能夠表現(xiàn)出清晰的年齡跡象,如肌肉質量損失、繁殖力和免疫功能下降、皮膚起皺等。
值得注意的是,線蟲的細胞是透明的。因此,科學家們可利用熒光基因工具實時可視化衰老過程中單基因的剪接。研究中,科學家們不僅觀察到了群體水平的變化(5天后,一些線蟲表現(xiàn)了年輕的剪接模式,而另一些表現(xiàn)出了過早老化的跡象),還能夠利用剪接的差異預測線蟲個體的壽命,早于任何衰老的明顯跡象。
當研究小組利用飲食限制處理線蟲,延長它們的壽命后發(fā)現(xiàn),線蟲在它們的生命中維持了年輕的剪接模式。重要的是,這一現(xiàn)象并不局限于一個基因。
此外,研究人員還鑒定出了連接剪接與衰老的關鍵分子——剪接因子1(splicing factor 1,SFA-1)。SFA-1同時存在于線蟲和人類中。研究證實,這一因子在衰老相關通路中發(fā)揮了關鍵的作用。SFA-1過表達足以延長壽命。
該研究的第一作者Caroline Heintz說:“這是一個非常有趣的結果。研究表明,有一天,我們或許能夠將剪接作為衰老一種生物標志物或早期信號。”
來源:生物探索