Science:清除累积的蛋白质,让衰老细胞“年轻化”-观察-生物探索
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Science:清除累积的蛋白质,让衰老细胞“年轻化”

2018/03/20 来源:生物探索
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导读
溶酶体是分解蛋白质、核酸、多糖等生物大分子的细胞器。近期,来自于斯坦福大学的科学家们发现,这一特殊细胞器能够让神经干细胞保持年轻!而且,刺激溶酶体可以让衰老的休眠干细胞清除累积的蛋白质,从而恢复细胞活力。


图片来源:网络

在成年大脑中,神经干细胞(NSC)包含两种类型——静止的和活跃的干细胞,它们发挥着不同作用。让科学家们意外的是,3月15日发表于《Science》期刊的一篇研究揭示,年轻、静止的神经干细胞存储了大量蛋白质聚合物。

而且,这些聚合物多存在于溶酶体中。随着年龄的增长,细胞溶酶体处理聚合物的能力会下降,响应“制造新神经元”信号的能力也会减弱。来自于斯坦福大学Paul F. Glenn衰老生物学中心的遗传学教授Anne Brunet带领团队证实,恢复溶酶体的正常功能可以让细胞“重返”年轻。


DOI: 10.1126/science.aag3048

意外发现

Anne Brunet团队以小鼠为模型,发现年轻的神经干细胞内有蛋白质聚合物。这让他们很意外,部分原因是因为类似的蛋白累积多与神经衰退性疾病有关,例如阿尔兹海默症。

“最初,休眠或者静止的神经干细胞被认为是一种非常原始的细胞类型,等待被激活。但是,现在最新的结果却表明,它们的蛋白累积过程比激活的干细胞还活跃,而且,这一累积会随着年龄的增长而继续增加。” Anne Brunet解释道。他们发现,如果移除累积的蛋白聚合物,可以提高细胞的活力、促进新神经元的产生。

研究过程

具体而言,他们从年轻、年老小鼠的大脑中分离出几类细胞群,包括休眠的神经干细胞、活跃的神经干细胞以及来源于活跃神经干细胞的神经祖细胞。结果显示,静止的干细胞多表达与溶酶体有关的基因,而激活的干细胞更倾向于表达与蛋白酶体有关的基因。

随后,研究团队向静止、活跃的干细胞添加了一种与蛋白聚合物特异性结合的染料。结果发现,静止的神经干细胞染色更明亮,即便这类细胞的蛋白质产量较低。同时,相对于激活的神经干细胞,静止神经干细胞体内的溶酶体处理累积蛋白质的速度相对较慢。

此外,研究团队还证实,通过激活年老细胞的溶酶体或者让它们处于“饥饿”状态(限制蛋白质的生产),能够恢复细胞的活力。

面对细胞衰老,我们依然面临很多未知——哪类蛋白质更容易聚集?为什么被激活的神经干细胞更倾向于蛋白酶体而不是溶酶体?年轻细胞内的蛋白累积是好是坏?激活衰老细胞的重要元件是什么?这也是Anne Brunet团队接下来想解开的谜团。

参考资料:

Clearing clumps of protein in aging neural stem cells boosts their activity

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