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缺乏一种特殊蛋白质的小鼠更长寿
发布日期:2014-08-12      浏览:2649

美国Wistar研究所的研究人员,在开发抗癌新药物的过程中发现,缺乏一种特殊蛋白质的小鼠寿命更长,而且具有更少的年龄相关疾病。与正常小鼠相比,缺乏TRAP-1蛋白的小鼠,表现出较少的年龄相关组织退化、肥胖和自发性肿瘤形成。他们的这一发现,可能会改变科学家们对细胞内代谢网络的看法。

在健康的细胞中,TRAP-1是一种重要的代谢调节蛋白,已被证明能调节线粒体(用化学方法为细胞产生能量的细胞器)的能量生产。在癌细胞的线粒体中,TRAP-1普遍是生产过剩的。

Wistar研究小组的相关研究结果发表在最近的《Cell Reports》,表明缺乏TRAP-1 蛋白的“基因敲除”小鼠,可通过切换到另一种产能细胞机制,弥补这一缺失。

Wistar研究所国家癌症研究中心主任Dario C. Altieri博士称:“我们在TRAP-1敲除小鼠中看到了这一惊人的变化,它们表现出更少的衰老迹象,更不容易患上癌症,我们的研究结果,为TRAP-1及相关蛋白质如何调控我们细胞内的新陈代谢,提供了一种意想不到的解释。”

Altieri称:“我们通常将代谢途径的重编程与人类疾病联系起来,如癌症。我们不希望看到的是,具有更少肿瘤的更健康小鼠。”

Altieri及其同事制备了TRAP-1敲除小鼠,作为他们正在进行的新药(Gamitrinib,可靶定肿瘤细胞线粒体中的蛋白质)研究的一部分。TRAP-1是热休克蛋白90(HSP90)家族的一个成员,它们是“伴侣”蛋白质,可指导其他蛋白质的物理形成,在线粒体内发挥一种调节功能。肿瘤利用HSP90蛋白质(如TRAP-1),来帮助其在治疗攻击中存活下来。

Altieri说:“在肿瘤中,TRAP-1的缺失是毁灭性的,可触发一系列灾难性的缺陷,包括最终导致肿瘤细胞死亡的代谢问题。然而,从一开始就缺乏TRAP-1的小鼠,在子宫内有三周的时间来弥补蛋白质的缺失。”

研究人员发现,在他们的基因敲除小鼠中,TRAP-1的缺失可使线粒体蛋白错误折叠,然后引发一种代偿性反应,导致细胞消耗更好的氧气和代谢更多的糖。这使基因敲除小鼠的线粒体产生异常水平的ATP——作为能量来源的化学物质,为日常分子反应供以能量,使细胞发挥功能。

这种增加的线粒体活性实际上适度地增加了氧化应激(“自由基损伤”)和相关的DNA损伤。而DNA损伤似乎与长寿和健康是适得其反的,低水平的DNA损伤实际上可降低细胞增殖,从而减缓生长速度,使细胞的自然修复机制起作用。

根据Altieri解释,他们的观察结果,为伴侣分子(如HSP90)在线粒体生物能量学(细胞如何产生和利用它们需要的化学能量来生存和生长)调控中的作用提供了一种机械基础。他们的研究结果解释了关于生物能学调控的科学文献中所存在的一些矛盾结果,戏剧性地展示了当这些伴侣分子除去此作用时,如何可以产生补偿机制?

Altieri称:“我们的研究结果,更加支持靶定肿瘤细胞中的HSP90,而且它们还打开了一系列引人入胜的问题,这些问题对代谢和长寿具有很大的意义。我认为,TRAP-1敲除小鼠将是回答这些问题的一个有价值的工具。”

 
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