新研究揭示蛋白質(zhì)氧化折疊在干細(xì)胞衰老中的作用

長(zhǎng)期以來(lái)，人們普遍認(rèn)為線粒體是活性氧(ROS)的主要來(lái)源。然而，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(ER)產(chǎn)生的ROS的作用尚未得到廣泛研究，盡管據(jù)估計(jì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的氧化蛋白折疊在蛋白質(zhì)合成過(guò)程中貢獻(xiàn)了約25%的細(xì)胞ROS。

現(xiàn)在，中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所(IBP)的王磊、王志琛教授和中科院動(dòng)物研究所(IOZ)的劉光輝教授的一項(xiàng)重大研究揭示了er生成的ROS在細(xì)胞衰老中的作用。

他們的研究論文《減少氧化蛋白折疊通過(guò)減少er到細(xì)胞核的H2O2釋放來(lái)緩解衰老》發(fā)表在EMBO Reports上。

該研究**確立了氧化蛋白折疊與干細(xì)胞衰老之間的關(guān)系。觀察到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中氧化蛋白折疊產(chǎn)生的過(guò)氧化氫(H2O2)可以釋放到細(xì)胞核中，從而誘導(dǎo)SERPINE1的表達(dá)，SERPINE1是促進(jìn)細(xì)胞衰老的關(guān)鍵因子。

研究人員發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)二硫異構(gòu)酶(PDI)，一種催化氧化蛋白折疊的關(guān)鍵氧化還原酶，在衰老的人類(lèi)細(xì)胞和小鼠的肝臟中積累。他們還觀察到PDI的消耗減輕了細(xì)胞衰老。通過(guò)使用超靈敏的基因編碼熒光探針，研究人員進(jìn)一步表明，PDI缺乏減慢了氧化蛋白折疊的速度，降低了內(nèi)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)和細(xì)胞核中氧化蛋白折疊的副產(chǎn)物H2O2的水平。通過(guò)組學(xué)分析，研究人員發(fā)現(xiàn)PDI缺乏導(dǎo)致受H2O2調(diào)控的衰老相關(guān)分子SERPINE1下調(diào)，從而緩解干細(xì)胞的衰老。

研究人員還表明，在各種人類(lèi)細(xì)胞模型中敲低PDI可以延緩衰老，這表明PDI可能是緩解衰老的潛在分子靶點(diǎn)。

先前的研究表明，減少基因轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)合成可以緩解衰老。本研究為從蛋白質(zhì)折疊的角度理解衰老提供了新的思路和分子靶點(diǎn)，提示為了實(shí)現(xiàn)個(gè)體的可持續(xù)發(fā)展(即保持年輕)，細(xì)胞應(yīng)該提高能量效率和減少排放(即減少氧化蛋白折疊)。

IBP CHENG Fang博士和IOZ JI Qianzhao博士是論文的共同**作者。教授。王磊、劉光輝為共同通訊作者。本研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略重點(diǎn)研究計(jì)劃和中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)的支持。

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