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Nature子刊:超长端粒打造出“超长待机”小鼠
作者:管理员    发布于:2019-11-21 14:43:24    文字:【】【】【
摘要:众所周知,端粒与衰老有着密不可分的关系。细胞每分裂一次,端粒就会缩短一点。一旦端粒消耗殆尽,细胞就会进入衰老状态。那么,如果端粒特别长呢,生物会变成“超长待机”吗?

端粒(Telomere)是真核生物线性染色体末端的一段DNA-蛋白质复合体,由串联重复序列TTAGGG和与之相结合的Shelterin蛋白复合物组成,在染色体两端形成保护帽以保护染色体末端免于降解,在维持DNA稳定性上发挥着关键作用。但在没有端粒延长机制的情况下,由于末端复制问题,在每一次细胞分裂过程中端粒会缩短一次。当端粒长度低于临界值时,会引发DNA损伤反应,从而降低基因组稳定性,最终导致细胞衰老凋亡。因此端粒缩短被认为是衰老的标志之一(Nat. Rev. Genet., 2005)。

鉴于端粒与衰老的密切关系,科学家思索能否通过延长端粒的自然长度,来规避由端粒缩短而引发的增龄相关疾病的发生及寿命缩短。已有研究发现,用多种不同方法在基因层面实现端粒酶的过表达,可以在成年小鼠体内维持端粒长度,进而延缓衰老并延长小鼠的寿命。近期,研究人员提供了另一种方法,无需进行任何基因改造,就可以延长端粒长度,通过这种方法获得的拥有超长端粒的小鼠表现出机体代谢状态改善、DNA损伤减少、线粒体功能增强等有益于延缓衰老和延长寿命的现象

在之前的研究中,西班牙国家癌症中心(CNIO)的研究人员发现,来源于胚泡期内细胞团的胚胎干细胞,在体外培养进行一定程度的分裂后,这些细胞的端粒长度是正常细胞的两倍,产生了所谓的超长端粒的胚胎干细胞。2016年,该研究团队又证明,利用这些超长端粒的胚胎干细胞产生的小鼠可以正常存活。然而最初制备的小鼠是嵌合体,超长端粒的细胞仅占细胞总数的30%至70%。但是在这项新研究中,他们设法让100%的小鼠细胞获得了超长端粒。 

作者表示:“这些(长端粒)小鼠的癌症更少,寿命更长。值得一提的是,它们比正常小鼠苗条,因为它们积累的脂肪更少。它们有着较低的胆固醇和低密度脂蛋白,对胰岛素和葡萄糖的耐受性增强。同时,它们的线粒体功能也更好。”

总的来说,这些结果表明,超长的端粒对生物体无害,甚至有益,如延长寿命,延缓代谢衰老和减少癌症。与普通小鼠相比,超长端粒小鼠的平均寿命延长13%。观察到的代谢变化也很重要,因为这是首次发现端粒长度与代谢之间存在着明确的关系。

 

最让人振奋的是,这一发现为延长寿命而不改变生物体基因铺平了道路。“延长胚胎细胞保持多能性的时间,可打造出端粒更长且寿命更长的小鼠,”作者指出。

 

脚注信息
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