Science：清除累積的蛋白質，讓衰老細胞「年輕化」

圖片來源：網路

在成年大腦中，神經幹細胞（NSC）包含兩種類型——靜止的和活躍的幹細胞，它們發揮著不同作用。讓科學家們意外的是，3月15日發表於《Science》期刊的一篇研究揭示，年輕、靜止的神經幹細胞存儲了大量蛋白質聚合物。

而且，這些聚合物多存在於溶酶體中。隨著年齡的增長，細胞溶酶體處理聚合物的能力會下降，響應「製造新神經元」信號的能力也會減弱。來自於斯坦福大學Paul F. Glenn衰老生物學中心的遺傳學教授Anne Brunet帶領團隊證實，恢復溶酶體的正常功能可以讓細胞「重返」年輕。

DOI: 10.1126/science.aag3048

意外發現

Anne Brunet團隊以小鼠為模型，發現年輕的神經幹細胞內有蛋白質聚合物。這讓他們很意外，部分原因是因為類似的蛋白累積多與神經衰退性疾病有關，例如阿爾茲海默症。

「最初，休眠或者靜止的神經幹細胞被認為是一種非常原始的細胞類型，等待被激活。但是，現在最新的結果卻表明，它們的蛋白累積過程比激活的幹細胞還活躍，而且，這一累積會隨著年齡的增長而繼續增加。」 Anne Brunet解釋道。他們發現，如果移除累積的蛋白聚合物，可以提高細胞的活力、促進新神經元的產生。

研究過程

具體而言，他們從年輕、年老小鼠的大腦中分離出幾類細胞群，包括休眠的神經幹細胞、活躍的神經幹細胞以及來源於活躍神經幹細胞的神經祖細胞。結果顯示，靜止的幹細胞多表達與溶酶體有關的基因，而激活的幹細胞更傾向於表達與蛋白酶體有關的基因。

隨後，研究團隊向靜止、活躍的幹細胞添加了一種與蛋白聚合物特異性結合的染料。結果發現，靜止的神經幹細胞染色更明亮，即便這類細胞的蛋白質產量較低。同時，相對於激活的神經幹細胞，靜止神經幹細胞體內的溶酶體處理累積蛋白質的速度相對較慢。

此外，研究團隊還證實，通過激活年老細胞的溶酶體或者讓它們處於「飢餓」狀態（限制蛋白質的生產），能夠恢復細胞的活力。

面對細胞衰老，我們依然面臨很多未知——哪類蛋白質更容易聚集？為什麼被激活的神經幹細胞更傾向於蛋白酶體而不是溶酶體？年輕細胞內的蛋白累積是好是壞？激活衰老細胞的重要元件是什麼？這也是Anne Brunet團隊接下來想解開的謎團。

參考資料：

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