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首次!科学家找到了衰老背后的一个新“秘密”

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衰老是多种慢性疾病的关键风险因素,但细胞衰老背后的生物学机制很大程度上仍是未知的。12月5日,在线发表在Nature上的一项研究中,来自哈佛大学陈曾熙公共卫生学院(Harvard T.H. Chan School of Public Health)的研究小组首次在线虫中揭示了 RNA剪接(RNA splicing)功能与长寿之间的关联。这一研究结果阐明了剪接在寿命中的生物学作用,且表明了在人类中操作特定的剪接因子有望帮助促进健康老龄化。


由于公共卫生的进步,上个世纪全球范围内的预期寿命显著增长。然而,虽然寿命更长了,但人们未必活得更健康,特别是在生命的最后几十年。年龄相关疾病(如癌症、心脏病和神经退行性疾病)现在已成为主要的全球卫生负担。这一问题可能会进一步加剧。


为了使身体(细胞)保持“年轻”,人们必须维持适当的体内平衡。在细胞水平上,这意味着保持生物学信息的流动,从基因-RNA-蛋白质,保持平稳“运行”。此前,有大量的研究揭示了基因和蛋白质功能紊乱如何加速老化,但RNA部分(包括RNA剪接)是如何影响衰老的却鲜为人知。

RNA剪接是真核细胞基因表达中非常重要的一个生物过程,能够使一个基因产生多种蛋白质。该研究的通讯作者William B. Mair说:“虽然我们知道,特定的剪接缺陷能够导致疾病的发生,但我们对RNA剪接在衰老过程中的作用非常感兴趣。”

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这一研究中,科学家们选择了秀丽隐杆线虫作为研究对象。这种线虫是研究衰老有利的工具,因为它们只存活约3周,且在这段期间,能够表现出清晰的年龄迹象,如肌肉质量损失、繁殖力和免疫功能下降、皮肤起皱等。


值得注意的是,线虫的细胞是透明的。因此,科学家们可利用荧光基因工具实时可视化衰老过程中单基因的剪接。研究中,科学家们不仅观察到了群体水平的变化(5天后,一些线虫表现了年轻的剪接模式,而另一些表现出了过早老化的迹象),还能够利用剪接的差异预测线虫个体的寿命,早于任何衰老的明显迹象。

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当研究小组利用饮食限制处理线虫,延长它们的寿命后发现,线虫在它们的生命中维持了年轻的剪接模式。重要的是,这一现象并不局限于一个基因。


此外,研究人员还鉴定出了连接剪接与衰老的关键分子——剪接因子1(splicing factor 1,SFA-1)。SFA-1同时存在于线虫和人类中。研究证实,这一因子在衰老相关通路中发挥了关键的作用。SFA-1过表达足以延长寿命。


该研究的第一作者Caroline Heintz说:“这是一个非常有趣的结果。研究表明,有一天,我们或许能够将剪接作为衰老一种生物标志物或早期信号。”

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