我國科學家揭示衰老新機製
本報北京1月7日淩晨電(記者齊芳) 人為什麼會衰老?目前尚沒有正確答案。中國科學院動物研究所劉光慧課題組、曲靜課題組和中國科學院北京基因組研究所張維綺課題組合作發現,這或許與人類基因組中古病毒的“複活”有關。
這一成果於北京時間1月7日在國際學術期刊《細胞》上在線發表。
劉光慧解釋,人類與病毒是協同進化關係。其中,內源性逆轉錄病毒(Endogenous Retrovirus, ERV)是數百萬年前遠古逆轉錄病毒入侵整合到人類基因組的遺跡——“古病毒化石”。在漫長的歲月裏,大量ERV的遺傳信息被人類細胞俘獲,並經過突變、缺失等變異成為人類基因組中的“暗物質”潛伏下來,占據了人類基因組序列的8%左右,成為重要的基因記憶。
那麼,它們是否與人類衰老過程有關?
我國科研人員關注到了這個關鍵問題。曲靜說:“我們研究首次發現了年輕的ERV亞家族在細胞衰老過程中被再度喚醒,提出了古病毒複活介導衰老程序化及傳染性的理論,並且創新性地發展出阻斷ERV古病毒複活及擴散以實現延緩衰老的多維幹預策略。”
研究人員利用團隊建立的不同衰老研究體係,結合高通量鏈特異性轉錄本測序、全基因組DNA甲基化測序、高分辨率單分子RNA原位雜交、免疫電鏡和高靈敏的液滴數字PCR等多學科交叉技術,發現衰老細胞中表觀遺傳去抑製(如異染色質減少)導致基因組中ERV的轉錄激活並翻譯出病毒蛋白,進而包裝成為病毒顆粒。張維綺說:“一方麵,衰老細胞中ERV的反轉錄產物通過激活cGAS-STING天然免疫通路誘發細胞衰老和炎症;另一方麵,衰老細胞釋放的ERV病毒顆粒可通過旁分泌或體液介導的方式在器官、組織、細胞間有效傳遞並放大衰老信號,最終使得年輕細胞因受‘感染’而老化。”深入的機製研究表明,ERVfanzhuanluchanwuzaixiuzhuxibaobaojiangzhongdechuxian,huijihuochushixibaojibeiganranxibaozhongguyoudebingdufangyujizhi。zhezhongbennengdexibaokangbingdufanyingyizaijiangdibingdudesunhai,ranershiyuyuanwei,zhexiefangyuxingjizhiqueqiaqiacujinlexibaodezaoshuai。
研究人員不僅詳細闡釋了這一過程的全鏈條機製,還開發出針對不同環節的有效抑製ERV古病毒複活及清除病毒顆粒的幹預策略,進而實現了組織和機體衰老的延緩。曲靜說:“我們的研究以ERV古gu病bing毒du複fu活huo鏈lian條tiao的de不bu同tong環huan節jie為wei靶ba標biao發fa展zhan出chu多duo樣yang化hua的de衰shuai老lao幹gan預yu技ji術shu,為wei衰shuai老lao相xiang關guan疾ji病bing的de防fang治zhi提ti供gong了le新xin的de策ce略lve,對dui衰shuai老lao轉zhuan化hua醫yi學xue領ling域yu具ju有you潛qian在zai的de應ying用yong價jia值zhi。”
“這項研究隻是開端。”劉光慧表示,圍繞著衰老伴隨的ERV古病毒激活,將會湧現出更多的科學問題,例如ERV是否與老年健康相關?是否會選擇性驅動特定衰老相關疾病的發生?體液中ERV檢測能否應用於衰老和老年疾病的評估和預警?劉光慧說:“希望隨著科學研究不斷深入和技術手段的日益革新,這些謎題可得以逐一解決。”
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