保持细胞核仁紧凑可能是抗衰老的关键

保持细胞核仁紧凑可能是抗衰老的关键。据Weill Cornell Medicine的研究人员表示，细胞青春的秘密可能在于保持核仁——细胞核内的一个浓缩结构——处于较小状态。该研究在酵母中进行了详细探讨，酵母是一种著名的用于制作面包和啤酒的模式生物，其细胞水平上与人类惊人地相似。这项研究于11月25日发表在《自然衰老》杂志上，可能会导致新的长寿治疗方法，从而延长人类寿命。它还建立了一个死亡计时器，揭示了细胞在死亡前还能存活多久。

随着年龄的增长，人们更容易患上癌症、心血管疾病和神经退行性疾病。“衰老是这些疾病的最高风险因素，”Weill Cornell Medicine病理学和实验室医学教授Jessica Tyler博士说，“与其分别治疗每种疾病，更好的方法是开发一种疗法或补充剂，通过防止导致这些疾病的潜在分子缺陷来延缓疾病的发生。”

核仁可能掌握着关键。细胞核内含有染色体和核仁，其中核仁存储了核糖体DNA（rDNA）。核仁隔离了编码核糖体RNA部分的rDNA，核糖体是蛋白质合成机器。由于其重复性质，rDNA是基因组中最脆弱的部分之一，受损后难以维持和修复。如果rDNA的损伤不能准确修复，会导致染色体重排和细胞死亡。

从酵母到线虫再到人类，核仁在衰老过程中会扩张。相反，像限制热量摄入这样的抗衰老策略会使核仁变小。“限制热量摄入会产生许多不同的效果，没有人确切知道它是如何延长寿命的，”Tyler博士说。Tyler博士和论文的第一作者、博士后研究员J. Ignacio Gutierrez博士怀疑，保持核仁小可以延缓衰老。为了验证这一想法，他们设计了一种人工方式，将rDNA固定在酵母细胞核膜上，以便控制其何时锚定和何时不锚定。

“我们系统的优势在于，我们可以将核仁大小与其他抗衰老策略的影响隔离开来，”Gutierrez博士说。研究人员发现，固定核仁足以使其保持紧凑，而小核仁延缓衰老的程度与限制热量摄入相当。

有趣的是，核仁在整个生命周期中的扩张速度并不一致。它们在酵母生命的大部分时间里保持较小，但在达到某个核仁大小阈值后，核仁突然开始迅速增长并扩展到更大的尺寸。细胞在达到这一阈值后平均只能再进行大约五次细胞分裂。“当我们看到核仁大小并不是线性增加时，我们知道有些重要的事情正在发生，”Gutierrez博士说。超过阈值似乎充当了一个死亡计时器，倒数细胞生命的最后时刻。

在衰老过程中，DNA会累积损伤，其中一些损伤对细胞来说可能是毁灭性的。在测试中，研究团队发现，大的核仁比小核仁更不稳定。此外，当核仁结构较大时，通常被排除在核仁之外的蛋白质和其他因子不再被阻挡在外。这就像核仁变得渗漏，让进入的分子对脆弱的rDNA造成破坏。“凝聚物的整个目的是分离生物反应，以帮助它们高效工作，但当有其他蛋白质进入核仁时，会导致基因组不稳定，触发生命期的终结，”Tyler博士说。这些蛋白质可能导致灾难性的问题，如染色体重排，逐渐积累。

接下来，研究人员计划在人类干细胞中研究核仁对衰老的影响。干细胞具有特殊性，因为它们有潜力替代其他细胞类型，但最终会停止分裂。因此，研究人员希望利用该项目获得的知识，使干细胞持续更长时间。“我很兴奋，我们能够将核仁结构与修复过程联系起来，这种联系可能从酵母到人类都是保守的，”Gutierrez博士说。

(全文结束)