新研究发现细胞膜损伤会导致细胞衰老

新研究发现细胞膜损伤会导致细胞衰老日本科研人员的一项新研究显示，细胞膜受损除了导致细胞的死亡或自我修复外还有第三种可能——导致细胞衰老。新华社报道，细胞膜是细胞的一层厚约五纳米的“防护外壳”，相当于肥皂泡厚度的二十分之一。这层薄膜易受机体活动损伤，也具有自我修复能力。一直以来，人们认为细胞在细胞膜受损后，要么修复要么死亡。日本冲绳科学技术大学院大学的研究人员开发了一种诱导芽殖酵母细胞和人体成纤维细胞的细胞膜损伤的方法。通过全基因组测序筛选等检测，研究人员发现细胞膜损伤限制了芽殖酵母细胞的复制能力；在成纤维细胞中，细胞膜损伤会导致细胞过早衰老。普通细胞的分裂能力是有限的——大约分裂50次后就无法再继续，随后便进入细胞衰老状态。此外，在实验室环境中，脱氧核糖核酸（DNA）损伤、端粒缩短、致癌基因激活等因素也会诱发细胞衰老。长期以来，研究界一直认为细胞衰老其实都是通过激活DNA损伤反应来诱导的。然而，研究人员在此次研究中发现，细胞膜损伤导致细胞衰老的机制并不通过常规的激活DNA损伤反应来诱导，而是独立于此的另外机制，且细胞膜损伤导致的细胞衰老过程比激活DNA损伤反应诱导的衰老过程慢。近年的研究显示，清除动物和人体内的衰老细胞可以改善与年龄相关的疾病。研究人员认为，该研究结果有助于制定未来增进健康、延年益寿的策略。这一研究成果发表在新一期英国《自然·老化》杂志上。2024年2月27日12:18PM

细胞回收背后的通用途径 或为我们揭示对抗衰老的新线索

细胞回收背后的通用途径或为我们揭示对抗衰老的新线索溶酶体是一种微小的结构，它可以分解并清除分子废物，以保持细胞的年轻与新鲜，因而这套机制有时也被称作细胞回收系统。此前已有许多研究揭示了它与衰老相关的疾病有牵连，例如癌症、阿尔兹海默病、以及帕金森氏症。但若能对这些细胞器的自我修复方式产生新的认知，或为我们指明一条阻止相关疾病发展的全新道路。荧光显微图像-绿色的内质网网络，包裹着红色的受损溶酶体（来自：JayXiaojunTan）研究一作、来自匹兹堡大学医学院细胞生物学系的谭小军（音译）表示：溶酶体损伤是衰老和许多疾病的标志，尤其是阿尔茨海默病等神经退行性疾病。我们的新研究已确定一系列步骤，并且认为它是溶酶体修复的普遍机制。此外为了向匹兹堡大学致敬，我们最终决定将其命名为‘PITT’途径。研究配图1-识别PI4K2A介导的PtdIns4P信号在快速溶酶体修复中的作用溶酶体功能的关键，在于一种膜——其重要目的是容纳它们用来吞噬分子废物的强大消化酶。通过将这些酶隔离开，细胞膜可让细胞的其余部分保持健康和完整。该膜可以迅速渗漏，但健康细胞能够迅速堵塞缝隙、并使溶酶体恢复全部功能。而在这项新研究中，该校团队试图通过观察实验室培养细胞中受损的溶酶体，来了解支持这一修复过程的过程。研究配图2-PtdIns4P驱动ORP栓系的ER-溶酶体接触，以实现快速膜修复。科学家们看到有蛋白质会落在受伤的细胞器上，且其中一个尤其引人注目——它就是能够迅速到达、并产生大量被称作PtdIns4P信号分子的PI4K2A酶。Tan表示——PtdIns4P就像一面红旗，它会告知这里存在问题，然后警报系统就会招募另一组被称作ORP的蛋白质。ORP能够像系绳一样工作，其一端连接到溶酶体PtdIns4P、另一端则连接到称为内质网的细胞结构。这种结构在蛋白质和脂质的合成中发挥了作用，后续研究发现它会产生胆固醇（cholesterol）、以及一种被称作磷脂酰丝氨酸（phosphatidylserine）的脂质。研究配图3-通过ER到溶酶体的磷脂酰丝氨酸，转移介导快速溶酶体修复。由于能够修补膜上的孔洞，上述产物也被认为是整个溶酶体修复过程的关键。此外研究人员发现，磷脂酰丝氨酸可以激活另一种称作ATG2的蛋白质。该蛋白质有助于在修复过程的最后一步，将脂质转运至溶酶体。后续实验中，研究人员尝试剔除编码PI4K2A酶的基因，结果发现与阿尔茨海默病相关的tau原纤维会自由生长。科学家们认为，在年轻和健康人群中，溶酶体可通过这一途径加以快速修复，但衰老和疾病会损害其功能——导致渗漏的溶酶体积累、进而加速衰老和某些疾病的发作。研究配图4-激活脂质转运，介导直接、快速的溶酶体修复。下一步，科学家们打算探索如何利用PITT途径，来保护实验小鼠免受阿尔兹海默病的影响。研究资深作者TorenFinkel解释称：这套机制的美妙之处，在于已知的PITT通路的所有成分都存在，但不清楚它们谁在这个序列中相互作用、或发挥溶酶...PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1314097.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1314097.htm

细胞是如何自我凋亡的？科学家在原子层面上解读了确切的机制

细胞是如何自我凋亡的？科学家在原子层面上解读了确切的机制细胞的自我淘汰是所有生物体的一个重要过程。当细胞受损或被病毒或细菌感染时，它们会启动一个内部"自毁"程序。这一重要机制抵御了肿瘤的潜在增长，并防止了有害病原体在整个身体的传播。直到最近，人们还认为细胞只是在其生命的最后时刻爆裂和死亡。现在，巴塞尔大学生物中心、洛桑大学和苏黎世联邦理工学院生物系统科学与工程系（D-BSSE）的研究人员已经对细胞死亡的最后一步有了新的认识。在科学杂志《自然》中，他们描述了一种名为ninjurin-1的蛋白质如何组装成丝状物，像拉链一样发挥作用并打开细胞膜，从而导致细胞的解体。这一新的见解是了解细胞死亡的一个重要里程碑。蛋白质作为细胞膜的一个断裂点各种信号，如细菌成分触发了细胞死亡机制。在这个过程的最后阶段，细胞的保护膜被微小的孔洞破坏，这些孔洞允许离子流入细胞。巴塞尔大学生物中心（Biozentrum）的研究小组负责人塞巴斯蒂安-希勒（SebastianHiller）教授解释说："通常的理解是，细胞随后膨胀，直到最后因渗透压增加而爆裂。我们现在正在解决细胞如何真正破裂的问题。蛋白质ninjurin-1不是像气球一样爆裂，而是在细胞膜上提供了一个断裂点，导致特定部位的破裂。"在其生命的最后阶段，细胞并不是简单地爆裂。相反，一种特定的蛋白质作为细胞膜破裂的突破点。SNI博士生莫里斯-德根（巴塞尔大学生物中心）解释了这一机制是如何运作的。利用高灵敏度显微镜和核磁共振光谱等先进技术，科学家们已经能够阐明ninjurin-1在单个原子水平上诱发膜破裂的机制。Ninjurin-1是一种嵌入细胞膜的小蛋白质。"收到凋亡命令后，两个ninjurin-1蛋白最初聚集在一起，并将一个楔子打入膜中，"该研究的第一作者、瑞士纳米科学研究所博士学院的博士生MorrisDegen解释说。"大型病变和孔洞是由许多进一步的蛋白质附着在最初的楔子上形成的。通过这种方式，细胞膜被一块一块地劈开，直到细胞完全解体"。然后，细胞碎片被人体自身的清洁服务所清除。"很明显，没有ninjurin-1，细胞就不会破裂。由于离子的涌入，它们确实在一定程度上膨胀，但膜的破裂取决于这种蛋白质的功能，"希勒补充说。"教科书中关于细胞死亡的章节将因这些美丽的结构见解而得到扩展。"对细胞死亡的更深入了解将有助于寻找新的药物目标。治疗癌症的干预措施是可以想象的，因为一些肿瘤细胞会逃避程序性细胞死亡。此外，在神经退行性疾病（如帕金森病）或危及生命的疾病（如败血症）中观察到的细胞过早死亡的情况下，干预这一过程的药物是一种潜在的治疗选择。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1363381.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1363381.htm

“再见”基因：果蝇在细胞凋亡过程中使用的蛋白质与哺乳动物类似

“再见”基因：果蝇在细胞凋亡过程中使用的蛋白质与哺乳动物类似RIKEN遗传学家在果蝇中发现了一种许多教科书上说不存在的蛋白质。这种蛋白质检测细胞中的压力，并在它们承受过度压力时让它们走上自我毁灭的道路。我们体内受损的细胞通过启动称为细胞凋亡的程序性细胞死亡的自杀过程来自我消除。这个过程对我们的健康和确保细胞不会癌变至关重要。这一过程背后的分子级联反应非常复杂，但它是由属于BH3-only蛋白质家族的一种蛋白质触发的。这些蛋白质感知细胞中的压力，并且存在于包括哺乳动物和线虫在内的许多动物中。然而，在过去的二十年里，在实验室中以果蝇为代表的所有昆虫都被认为缺乏BH3-only蛋白。相反，他们被认为依赖于不同的细胞死亡程序。但是现在，RIKEN生物系统动力学研究中心的SaKanYoo及其同事有一个惊人的发现，他们发现果蝇确实含有一种仅含有BH3的蛋白质。他们以日语中的“告别”一词命名了为其编码的基因sayonara。SaKanYoo和YukoIkegawa。图片来源：2023RIKEN当该团队使sayonara基因在果蝇翅膀中表达时，他们观察到发生细胞凋亡，导致翅膀萎缩（图1）。根据Yoo的说法，该基因隐藏在众目睽睽之下。“我们没有做任何花哨的事情，仅仅是使用了人类BH3-only蛋白的基因序列，并核对了果蝇的基因组是否具有相似的序列——这是在果蝇中寻找与人类基因相对应的基因的一种非常常见的方法。”Yoo怀疑果蝇基因组的不完整测序可以解释为什么研究人员在20年前没有在果蝇中发现该基因。“当时基因组测序还不完整，所以科学家们可能无法找到该基因，过了一段时间他们就放弃了。”果蝇缺乏BH3-only蛋白随后被载入教科书。但对Yoo来说，这是一个有趣的挑战。“我认为检查它可能会很有趣，而仅仅几个小时后，我就发现了一些看起来很像BH3-only蛋白质的东西。”这一发现表明，果蝇，可能还有其他昆虫，在细胞凋亡方面和人类以及其它物种并没有太大不同。“这意味着果蝇并不例外或有点奇怪，”Yoo说。“相反，我们发现它们具有与人类和线虫相似的调节细胞凋亡的机制。”该团队现在正在探索BH3-only蛋白被激活后究竟会发生什么。他们还在研究其他昆虫是否含有BH3-only蛋白。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1365787.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1365787.htm

日本一项新研究发现，在乳腺癌药物诱导癌细胞老化的过程中有一种蛋白质发挥了重要作用，探明这个机制有助于开发治疗乳腺癌的新方法。

日本一项新研究发现，在乳腺癌药物诱导癌细胞老化的过程中有一种蛋白质发挥了重要作用，探明这个机制有助于开发治疗乳腺癌的新方法。日本京都大学等机构研究人员日前在国际学术期刊《通讯-生物学》上发表论文说，两种主要治疗乳腺癌的药物阿霉素和阿贝西利能够让乳腺癌细胞老化，在相关过程中有一种名为ATP6AP2的蛋白质发挥了重要作用。研究发现，这种蛋白质能够维持细胞内的酸碱度，在经相关药物治疗的癌细胞中，ATP6AP2的浓度下降，使癌细胞出现酸化等变化，从而导致癌细胞老化，帮助控制癌症。（新华社）

研究人员揭开神经元更新过程中脑细胞有效替换旧蛋白质的秘密

研究人员揭开神经元更新过程中脑细胞有效替换旧蛋白质的秘密神经元内部类似工厂流水线的艺术表现：破旧的蛋白球被更新、充满活力的蛋白球取代和升级。资料来源：奥本大学物理系这项题为"RecentlyRecycledSynapticVesiclesUseMulti-CytoskeletalTransportandDifferentialPresynapticCaptureProbabilitytoEstablishaRetrogradeNetFluxDuringISVEinCentralNeurons"的研究解释了脑细胞中老蛋白的运输和再循环。奥本大学物理学助理教授MichaelW.Gramlich博士解释说："大脑中的细胞会定期更换老化蛋白质，以保持高效思维。然而，老蛋白如何被定向运输到需要回收的地方，其确切机制直到现在仍是一个悬而未决的问题。我们的研究表明，有一种特定的途径可以调节老蛋白如何被运送到细胞体，并在那里被回收，从而让新蛋白取而代之。"这一发现对了解大脑健康有着深远的影响。如果没有有效的蛋白质替代，大脑中的神经元就会随着时间的推移而退化，效率也会降低。格拉姆利希博士补充说："我们的工作揭示了一种可调节的途径，这种途径可以调节，以适应大脑功能的增减。这可以防止神经元随着时间的推移而退化。"研究人员综合利用了荧光显微镜、海马细胞培养和计算分析等技术，确定了介导老突触囊泡贩运回细胞体的机制。这项研究由研究生梅森-帕克斯（MasonParkes）和本科生内森-兰德斯（NathanLanders）合作完成。令人印象深刻的是，作为一名本科生，内森-兰德斯进行了高级计算编程，这对理解这项研究的结果至关重要。"我们惊讶地发现，一个简单而可调节的机制决定了老蛋白何时被选择回收，"格拉姆里奇博士强调了他们研究成果的重要性。奥本大学的研究团队对他们的研究成果在进一步了解大脑健康和神经退行性疾病方面的潜在应用感到非常兴奋。他们的开创性工作证明了该机构正在进行的创新研究。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1396335.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1396335.htm