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Nature子刊:超長端粒打造出“超長待機”小鼠
作者:管理員    發布于:2019-11-21 14:43:24    文字:【】【】【
摘要:眾所周知,端粒與衰老有著密不可分的關系。細胞每分裂一次,端粒就會縮短一點。一旦端粒消耗殆盡,細胞就會進入衰老狀態。那么,如果端粒特別長呢,生物會變成“超長待機”嗎?

端粒(Telomere)是真核生物線性染色體末端的一段DNA-蛋白質復合體,由串聯重復序列TTAGGG和與之相結合的Shelterin蛋白復合物組成,在染色體兩端形成保護帽以保護染色體末端免于降解,在維持DNA穩定性上發揮著關鍵作用。但在沒有端粒延長機制的情況下,由于末端復制問題,在每一次細胞分裂過程中端粒會縮短一次。當端粒長度低于臨界值時,會引發DNA損傷反應,從而降低基因組穩定性,最終導致細胞衰老凋亡。因此端??s短被認為是衰老的標志之一(Nat. Rev. Genet., 2005)。

鑒于端粒與衰老的密切關系,科學家思索能否通過延長端粒的自然長度,來規避由端??s短而引發的增齡相關疾病的發生及壽命縮短。已有研究發現,用多種不同方法在基因層面實現端粒酶的過表達,可以在成年小鼠體內維持端粒長度,進而延緩衰老并延長小鼠的壽命。近期,研究人員提供了另一種方法,無需進行任何基因改造,就可以延長端粒長度,通過這種方法獲得的擁有超長端粒的小鼠表現出機體代謝狀態改善、DNA損傷減少、線粒體功能增強等有益于延緩衰老和延長壽命的現象。

在之前的研究中,西班牙國家癌癥中心(CNIO)的研究人員發現,來源于胚泡期內細胞團的胚胎干細胞,在體外培養進行一定程度的分裂后,這些細胞的端粒長度是正常細胞的兩倍,產生了所謂的超長端粒的胚胎干細胞。2016年,該研究團隊又證明,利用這些超長端粒的胚胎干細胞產生的小鼠可以正常存活。然而最初制備的小鼠是嵌合體,超長端粒的細胞僅占細胞總數的30%至70%。但是在這項新研究中,他們設法讓100%的小鼠細胞獲得了超長端粒。 

作者表示:“這些(長端粒)小鼠的癌癥更少,壽命更長。值得一提的是,它們比正常小鼠苗條,因為它們積累的脂肪更少。它們有著較低的膽固醇和低密度脂蛋白,對胰島素和葡萄糖的耐受性增強。同時,它們的線粒體功能也更好?!?/span>

總的來說,這些結果表明,超長的端粒對生物體無害,甚至有益,如延長壽命,延緩代謝衰老和減少癌癥。與普通小鼠相比,超長端粒小鼠的平均壽命延長13%。觀察到的代謝變化也很重要,因為這是首次發現端粒長度與代謝之間存在著明確的關系。

 

最讓人振奮的是,這一發現為延長壽命而不改變生物體基因鋪平了道路?!把娱L胚胎細胞保持多能性的時間,可打造出端粒更長且壽命更長的小鼠,”作者指出。

 

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