氧化损伤研究显示“僵尸”细胞的秘密

现场图片:在你身体的组织,步履蹒跚的细胞,被困在代谢状态,跟踪你的健康细胞,导致炎症和损伤。这是衰老的命运,或僵尸细胞。这些细胞失去了分裂的能力,但仍否则功能,作为司机的痴呆症,心血管疾病和癌症。新的研究发现僵尸细胞是如何形成的,指向疗法可以减少它们对我们的健康寿命的影响。

该研究发表n《自然结构和分子生物》上揭示了氧化损伤染色体——叫做端粒的保护建议可以触发健康细胞进入衰老。研究小组希望工作能有助于开发新的药物来对抗衰老和癌症的疾病。

“僵尸细胞仍然活着,但他们不能分裂,所以他们不帮助补充组织,”帕特丽夏Opresko资深作者说,博士,教授,环境和职业健康和匹兹堡大学的药理学和化学生物学。“尽管僵尸细胞不正常工作,他们不是沙发土豆,积极促进炎症和损伤邻近细胞分泌化学物质。我们的研究有助于回答两个问题:如何衰老细胞积累随着年龄的增长,端粒导致怎么做呢?”

保护端粒

当一个健康的人体细胞分裂形成两个相同的细胞,一小片DNA是剃掉每个染色体的顶端,使端粒与每个部门逐渐缩短。

几十年来,研究人员已经知道,端粒缩短引发衰老在实验室培养的细胞,但它们只能假设在端粒DNA损害一个人的一生可以同样把细胞变成僵尸。这是由于缺乏工具,特别是可能导致端粒DNA损伤的区域——之前可用工具倾向于改变整个染色体序列。

团队的创新是一种新的工具,解决了这个缺点,瑞安Barnes博士、博士后Opresko的实验室,解释说:“我们的新工具就像一个分子狙击手。它创建了专门在端粒氧化损伤。”

为了实现其锋利的准确性,工具使用一个特殊的telomere-binding蛋白质。这种蛋白质就像一个捕手的手套,抓住光敏染料的“棒球”,研究者们扔进细胞。与光激活时,染料生产能损伤dna的活性氧分子。因为dye-catching蛋白质结合端粒,该工具创建在染色体DNA损伤特别提示。

四天生产僵尸细胞

团队能够显示在体外细胞进入成僵尸状经历telomere-specific损伤后的四天——更快过程比细胞分裂的数周或数月,需要通过端粒缩短诱导衰老。

“我们发现一个新的机制诱导衰老细胞,是完全依赖于端粒。这些发现也解决为什么功能失调的端粒的难题并不总是比功能的短,“Opresko解释道。研究人员发现,在端粒损伤破坏DNA复制和诱导应力信号通路,导致衰老。

现在的团队打算调查方法来防止衰老的发生。“例如,也许有办法目标抗氧化剂保护他们免受氧化损伤的端粒,”巴恩斯说。

研究结果也可以告知新药的发展称为senolytics猎杀僵尸细胞。

x染色体染紫色,染色体端粒作为绿色斑点出现提示。当研究人员使用一个新的工具诱导氧化损伤特别是在端粒,他们会变得脆弱的(绿色箭头),导致细胞衰老。脆弱的插图显示了一个扩大染色体端粒,由多个绿色斑点表示染色体技巧。信贷:巴恩斯et al .,

“通过减少僵尸细胞的积累,导致退化性疾病,我们也许能够促进“健寿”——的时间,一个人是健康的,”他总结道。

参考:巴恩斯RP, de罗莎M, Thosar SAet al。端粒的8-oxo-guanine驱动器快速过早衰老没有端粒缩短。Nat。结构。摩尔。杂志。2022年。doi:10.1038 / s41594 - 022 - 00790 - y。

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