@ 2022.07.21 , 18:51

端粒损伤 人体细胞变成僵尸细胞

根据最近发表在《自然结构与分子生物学》上的研究,对染色体末端的损伤会产生仍然存活但无法履行功能的“僵尸细胞”。

当细胞准备分裂时,它们的DNA紧紧缠绕在蛋白质周围,形成为遗传物质提供结构和支持的染色体。在这些染色体的末端是重复的DNA片段,也就是所谓的端粒,相当于保护帽,以防止对遗传物质造成的损害。

然而,每次细胞分裂,端粒都会缩短。这意味着随着年龄的增长,细胞分裂次数越多,端粒就越短,并且更有可能失去保护力。

遗传物质的损伤会导致突变,使细胞不受控制地分裂,也就是癌症。

当端粒变得太短并可能产生损伤时,细胞为了避免癌变,可以进入一种不再分裂的僵尸状态。

因为僵尸细胞对死亡有抵抗力,所以会随着年龄的增长而积累。它们可以促进附近有癌变风险的细胞衰老,并吸引免疫细胞清除癌细胞,所以该机制对健康有益。

但它们也可能损害组织愈合和免疫功能,以及通过分泌促进炎症和肿瘤生长的化学物质而导致疾病。

我们想知道对端粒的直接损伤是否足以引发衰老并制造僵尸细胞。为了弄清楚这一点,我们需要将损伤限制在端粒上。

因此,我们将一种蛋白质附着在实验室培养的人类细胞的端粒上。然后在蛋白质中添加了一种光敏染料。

对细胞照射远红光会诱导蛋白质在端粒产生氧自由基——是可以破坏DNA 的高反应性分子,又不会波及染色体的其余部分和细胞整体。

我们发现,对端粒的直接损伤足以将细胞变成僵尸,即使保护帽没有缩短。我们发现,造成这种情况的原因可能是端粒DNA复制被破坏,使染色体更容易受到损伤或突变。

端粒会随着年龄的增长而自然缩短。它们通过在达到一定长度时变成僵尸来限制细胞分裂的次数。

但是,由于正常的身体过程以及接触空气污染和烟草烟雾等有害化学物质而产生的过量自由基会导致一种被称为氧化应激的情况,这会加速端粒缩短。

这会过早引发衰老并导致与年龄相关的疾病,包括免疫缺陷、心血管疾病、代谢疾病和癌症。

我们的研究表明,端粒不仅可以作为指示细胞分裂次数的计时器,还可以作为有害氧化应激水平的警报器。与年龄相关的端粒缩短并不是引发衰老的唯一因素。端粒损伤也足以将细胞变成僵尸。

目前有研究专注于保护端粒免受损伤并防止僵尸细胞积累的治疗和干预手段。多项针对小鼠的研究发现,去除僵尸细胞可以改善认知功能、肌肉质量和功能以及从加快从病毒感染中的恢复速度。

研究人员还在开发一种名为senolytics的药物,这种药物既可以杀死僵尸细胞,也可以从一开始就阻止它们发育。

他们当前还在研究这种损伤将如何在不分裂的细胞中发挥作用,如神经元或心肌细胞。

虽然研究人员已经表明,非分裂细胞和组织的端粒随着年龄的增长而变得功能失调,但尚不清楚为什么当会发生这种情况。

https://www.sciencealert.com/zombie-cells-are-still-alive-but-can-t-function-and-they-accumulate-with-age


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