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Aging Cell:关键酶可预防细胞衰老

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北纳生物谢添 2020-08-10 16:43 评论( 0 ) 浏览( 516 )

在最近一项研究中,来自日本的研究人员使用综合遗传分析发现, NSD2酶可调节许多基因的作用,同时能够阻止细胞衰老。他们的实验表明:

1)抑制正常细胞中NSD2的功能会导致衰老迅速;

2)衰老细胞中NSD2的数量明显减少。

研究人员认为,他们的发现将有助于阐明衰老的机制,维持NSD2功能的控制方法的发展以及与年龄有关的病理生理学。
随着人体细胞继续分裂,它们的功能最终下降,并停止生长。这种细胞衰老是健康和长寿的重要因素。当基因组DNA被物理应力(例如辐射或紫外线)或某些药物发生的化学应力破坏时,也会刺激细胞衰老。但是,衰老的详细机制仍然未知。另一方面,细胞衰老对于预防癌症的发生可能是有益的。它通过引起细胞衰老来防止恶性变化。另一方面,随着年龄的增长,它使许多疾病的可能性更高。因此,重要的是要适当地控制细胞老化。

尽管衰老细胞丧失了增殖能力,但近来逐渐清楚的是,衰老细胞分泌各种蛋白质,这些蛋白质作用于周围细胞,从而促进慢性炎症和癌症的发展。由于衰老细胞比预期的更活跃,因此认为细胞衰老是全身衰老的原因。去除积累的衰老细胞后衰老小鼠全身衰老得到抑制的报道支持了这一观点。换句话说,如果您可以控制细胞衰老,则可以控制整个身体的衰老进程。
当癌基因被激活并开始癌变时,会发生细胞衰老以阻止癌基因的发生。熊本大学的研究人员先前曾报道衰老细胞显着增加线粒体的代谢功能,而SETD8甲基转移酶阻止了细胞的衰老。在这里,他们发现NSD2甲基转移酶在防止衰老中也起作用。
以前,NSD2被证明可以调节基因功能。此外,据认为包裹在基因组DNA周围的组蛋白的NSD2甲基化增强了附近基因的功能。然而,其与细胞衰老的关联尚不清楚。进行敲除(RNA干扰法)后,通过全面的基因筛选来抑制成纤维细胞中NSD2基因的作用,诱导了细胞衰老并出现了衰老细胞的典型特征。换句话说,研究人员发现NSD2在防止细胞衰老中起作用。
接下来,他们使用mRNA测序全面分析了所有蛋白质编码基因的表达,以探索NSD2减少的衰老细胞。与细胞衰老有关的基因表达增加,特别是促进细胞生长的蛋白质的基因功能下降。位于这些基因簇中的组蛋白在增殖细胞中被NSD2甲基化,但是发现在NSD2减少的衰老细胞中甲基化减少。简而言之,减少的NSD2会降低参与细胞生长的基因的活性,从而停止生长。
然后,研究人员使用血清反应实验研究了NSD2功能的调控方式。通常,细胞通过促进血清中生长(生长因子)的蛋白质的作用而生长。另一方面,衰老细胞不可逆地阻止增殖,通常不会再次增加。实验表明,添加血清会迅速增加NSD2的含量,并且NSD2是促进生长的基因表达和细胞生长所必需的。此外,发现具有降低的NSD2的衰老细胞完全缺乏在血清中生长的能力。因此,NSD2被认为通过维持细胞生长和血清反应来防止细胞衰老。
作者说:“ NSD2是我们研究小组确定的细胞衰老的第四个保护因子。随着NSD2可以防止细胞衰老的发现,这项研究阐明了衰老的基本机制。我们希望这对开发调节酶活性的抗衰老疗法有所帮助。”

资讯出处:NSD2 enzyme appears to prevent cellular senescence

原始出处:Hiroshi Tanaka et al, The NSD2/WHSC1/MMSET methyltransferase prevents cellular senescence‐associated epigenomic remodeling, Aging Cell (2020). DOI: 10.1111/acel.13173

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