中美科学家揭示人类衰老的关键驱动力

中美科学家揭示人类衰老的关键驱动力

人类为什么会衰老？中美两国科学家的一项新研究显示，一种叫做异染色质的致密型染色体结构失去稳定，可能是关键原因。这项成果为延缓衰老及防治衰老相关疾病提供了新思路。

中国科学院生物物理研究所刘光慧实验室、北京大学汤富酬实验室以及美国索尔克研究所胡安•卡洛斯•伊斯皮苏亚•贝尔蒙特实验室于2015年4月30日在美国《科学》杂志上发表了他们有关干细胞衰老机理的突破性研究成果。

刘光慧说，当前的衰老理论认为，衰老主要源于细胞内不断聚集的DNA损伤，而新发现是对这一理论的补充。

他说：“我们提出了‘异染色质的结构失序’是人类干细胞衰老的驱动力这一新的理论。此外，我们在异染色质水平确立了可抑制人类细胞衰老的新型分子靶标。”

人类的自然衰老进程有几十年，无法在实验室中研究，而实验鼠的衰老研究模型不能真实反映人类的衰老进程以及人类对疾病和药物的易感性。因此，刘光慧等人选择建立人类成年早衰症的干细胞模型，从而使衰老研究变得简单。

成年早衰症是一种罕见的常染色体隐性遗传病，由WRN基因的突变所致，患者表现为在青春期就提前衰老，并伴发多种老年疾病。

研究人员首先通过基因组靶向编辑技术，使人类干细胞中的WRN基因发生突变，在实验室中培育出具有成年早衰症特征的干细胞。这种干细胞不仅表现出生长速度减慢、DNA损伤反应加剧和分泌大量炎性因子等衰老特征，而且表现出异染色质的加速缺失。

进一步研究发现，WRN蛋白与异染色质蛋白SUV39H1、HP1α共存于一个蛋白质复合体中，该复合体能维持异染色质稳定从而阻止干细胞衰老，但WRN的缺失会导致异染色质稳定性降低，进而诱发细胞衰老。

通过比较健康老年人和年轻人体内分离的干细胞，也可见老年人干细胞中WRN平的下调以及异染色质结构的异常，说明异染色质的重塑可能是正常细胞衰老的驱动力之一。

刘光慧等人还发现，过量表达HP1α蛋白质能抑制细胞加速衰老，这为未来干预人类干细胞的衰老提供了可能的分子靶标。

刘光慧说：“衰老是人类疾病最大的危险因子。有别于针对某种特定衰老相关疾病的治疗，理论上对人类衰老进程的干预(延缓衰老)可能从根本上抑制多种衰老相关疾病的发生，因此具有巨大的科学研究和治疗意义。”

[关毅 编译]