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

新研究揭示钙在身体清除死亡细胞过程中的关键作用

新研究揭示钙在身体清除死亡细胞过程中的关键作用由日本京都大学细胞-材料综合科学研究所（iCeMS）科学家共同领导的研究小组揭示了垂死细胞如何激活一种蛋白质的机制，这种蛋白质会触发免疫细胞发出"吃我吧"的信号，以清理细胞碎片。这些发现最近发表在《自然-通讯》（NatureCommunications）杂志上。这种蛋白质名为Xkr4，是细胞膜中的Xkr家族蛋白质之一。Xkr4能将磷脂磷脂酰丝氨酸从细胞膜内部（通常位于细胞膜内部）扰乱到细胞膜外部。磷脂酰丝氨酸转移到细胞膜外侧是细胞即将死亡的信号，也是吸引吞噬细胞吞噬碎片的信号。细胞外的钙会进入scramblase跨膜区域的一个口袋，引发scramblase的激活。这使得细胞表面的磷脂酰丝氨酸（PS）暴露出来，成为清除无用细胞的独特标记。图片来源：MindyTakamiya/KyotoUniversityiCeMSXkr4的激活过程研究人员之前发现，要成为磷脂酰丝氨酸的扰乱酶，Xkr4的C端胞质尾部必须先被裂解，与另一个Xkr4形成二聚体，并暴露出一个结合位点。然后，这个结合位点与另一个名为XRCC4的蛋白质片段相连接。然而，在实验环境中，XRCC4与Xkr4的结合本身并不足以激活Xkr4。这表明还需要其他成分。钙离子的作用日本的研究小组发现，钙离子是激活Xkr4的必要条件。细胞环境外带正电荷的钙离子与Xkr4蛋白质两个"螺旋"上带负电荷的三个氨基酸结合。这种结合使Xkr4从中间状态变为完全激活状态。iCeMS生物化学家JunSuzuki解释说："我们发现，细胞外钙起到了Xkr4跨膜螺旋的分子粘合剂的作用，激活了Xkr4。"钙的意外作用和未来研究令人惊讶的是，众所周知细胞外钙参与调节细胞内外环境中蛋白质的活性，但细胞膜本身却不参与调节。铃木说："我们意外地发现，细胞外钙渗入蛋白质的跨膜区域，连接两个跨膜螺旋。"这项研究还表明，钙离子对激活Xkr蛋白家族的其他成员，特别是Xkr8和Xkr9可能很重要，这有助于阐明这些和其他扰乱酶蛋白的作用机制。研究小组下一步将研究Xkr4在神经细胞中的功能，并探索它们在大脑中的作用。参考文献PanpanZhang、MasahiroMaruoka、RyoSuzuki、HikaruKatani、YuDou、DanielM.Packwood、HidetakaKosako、MotomuTanaka和JunSuzuki于2023年9月11日在《自然-通讯》上发表的论文："细胞外钙作为跨膜螺旋的分子粘合剂激活扰乱酶Xkr4"DOI:10.1038/s41467-023-40934-2编译来源:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1402173.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1402173.htm

日研究人员借助“喷墨系统”为细胞准确送药

日研究人员借助“喷墨系统”为细胞准确送药在这项研究中，研究团队首先用荧光标记了一种名为FHV的细胞穿透肽，将其装入被研究者称为“喷墨系统”的设备中，用喷头向宫颈癌细胞、表皮样癌细胞和乳腺癌细胞喷出这种肽，观察肽向细胞移动的情况。他们观察到，液滴的喷出速度越高，肽通过细胞膜向细胞内移动的效率也越高。此后，研究团队进行了诱导目标癌细胞死亡的实验。他们使用一种名为PAD的肽。这种肽进入细胞内会破坏线粒体的膜，导致细胞死亡。但是这种肽通常情况下向细胞内移动的效率非常低，无法作为抗癌剂使用。研究团队使PAD和FHV两种肽相结合，再通过使用“喷墨系统”，PAD肽就能高效进入癌细胞群，成功诱导癌细胞死亡。来源：¹²投稿：@ZaiHuaBot频道：@TestFlightCN

美研究员造出类似活细胞的人造细胞

美研究员造出类似活细胞的人造细胞美国研究人员首次通过操纵脱氧核糖核酸（DNA）和蛋白质，制造出外观和行为与人体细胞相似的细胞。这一成果对再生医学、药物输送系统和诊断工具等方面的研究具有重要意义。新华社报道，这项于上星期二（4月23日）刊登在英国《自然·化学》杂志上的研究报告指出，蛋白质对于形成细胞的框架即细胞骨架至关重要，没有它细胞就无法运作。细胞骨架使细胞在形状和对环境的反应方面都具有灵活性。美国北卡罗来纳大学查珀尔希尔校区研究人员设计使用了一种新的可编程肽-DNA技术，引导蛋白质的组成成分肽合成具有功能性细胞骨架（Cytoskeleton）的细胞，它们可以改变形状并对周围环境作出反应。据介绍，DNA通常不会出现在细胞骨架中，研究人员通过对DNA序列重新编程，使其成为一种将肽结合在一起的架构材料。能以这种方式对DNA编程，意味着可以制造出具有特定功能的细胞，甚至可以微调细胞对外部压力的反应。通常，人体活细胞比该研究中合成的细胞更复杂，但也更难以预测，更容易受环境影响，而这种合成细胞即使在50摄氏度的温度下也能保持稳定。研究员介绍称，这种合成细胞材料是为执行特定功能而设计的，可根据不同的应用场景，通过添加不同的肽或DNA设计来定制。这些新材料可以与其他合成细胞技术相结合，应用于生物技术和医学等领域。2024年4月29日12:07PM

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

研究发现红细胞可帮助治疗动脉脂肪沉积症

研究发现红细胞可帮助治疗动脉脂肪沉积症研究人员发现了红细胞如何与被称为巨噬细胞的白细胞相互作用，以减少动脉壁上脂肪沉积的形成ThachPham/新加坡国立大学氧气从肺部输送到身体组织的主要途径是红细胞（RBC）。这些细胞在细胞衰老、疾病状态和应对环境压力时会自然产生一种叫做细胞外囊泡(RBCEV)的微粒。RBCEV通过清除危险分子来保护红细胞，影响免疫细胞，并参与炎症过程。动脉粥样硬化是指脂肪、胆固醇和其他物质在动脉壁内和动脉壁上的堆积，是一种常见病，可导致心脏病发作、中风、动脉瘤或血栓。巨噬细胞是白细胞，被认为是免疫系统的"第一反应者"，在动脉粥样硬化中起着核心作用，它摄取并积聚脂质，将其转化为泡沫细胞，促进并维持脂肪动脉斑块的生长。在新加坡国立大学研究人员的领导下，一项新的研究对RBCEV和巨噬细胞之间的相互作用进行了研究，希望能找到阻止动脉粥样硬化的方法。巨噬细胞通常会通过识别细胞膜上一种名为磷脂酰丝氨酸（PS）的脂质来吞噬濒死细胞。由于RBCEV的细胞膜上有大量PS，研究人员测试了它是否能介导巨噬细胞吸收RBCEV。他们发现，巨噬细胞摄取RBCEV的效率非常高，但当巨噬细胞上的PS受体被阻断时，摄取量就会大大减少。在摄取RBCEV后，巨噬细胞中的促炎蛋白水平降低，并产生更高水平的一种酶，这种酶能保护细胞免受炎症和心血管疾病中常见的氧化损伤。重要的是，RBCEVs使巨噬细胞不易转化为泡沫细胞。研究结果表明，RBCEVs有可能用于缓解与过度炎症有关的疾病和治疗动脉粥样硬化，特别是考虑到RBCEVs能够被设计和装载药物。该研究的通讯作者MinhLe说："我们早就知道RBCEV进入人体后倾向于进入巨噬细胞，但直到现在我们才意识到其中的一些意义。我们在这里发现的RBCEV的特性对于治疗动脉粥样硬化和可能的其他炎症性疾病来说是可取的"。研究人员说，利用动脉粥样硬化动物模型进一步研究RBCEVs的作用很可能会推动这一治疗平台的发展。该研究发表在《细胞外囊泡杂志》（JournalofExtracellularVesicles）上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1376375.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1376375.htm