Aging Cell：關(guān)鍵酶可預(yù)防細(xì)胞衰老

來源：作者：人氣：-發(fā)表時(shí)間：2020-08-10 11:08:00【大中小】

在最近一項(xiàng)研究中，來自日本的研究人員使用綜合遺傳分析發(fā)現(xiàn)， NSD2酶可調(diào)節(jié)許多基因的作用，同時(shí)能夠阻止細(xì)胞衰老。他們的實(shí)驗(yàn)表明：1）抑制正常細(xì)胞中NSD2的功能會(huì)導(dǎo)致衰老迅速； 2）衰老細(xì)胞中NSD2的數(shù)量明顯減少。研究人員認(rèn)為，他們的發(fā)現(xiàn)將有助于闡明衰老的機(jī)制，維持NSD2功能的控制方法的發(fā)展以及與年齡有關(guān)的病理生理學(xué)。

隨著人體細(xì)胞繼續(xù)分裂，它們的功能最終下降，并停止生長。這種細(xì)胞衰老是健康和長壽的重要因素。當(dāng)基因組DNA被物理應(yīng)力（例如輻射或紫外線）或某些藥物發(fā)生的化學(xué)應(yīng)力破壞時(shí)，也會(huì)刺激細(xì)胞衰老。但是，衰老的詳細(xì)機(jī)制仍然未知。另一方面，細(xì)胞衰老對于預(yù)防癌癥的發(fā)生可能是有益的。它通過引起細(xì)胞衰老來防止惡性變化。另一方面，隨著年齡的增長，它使許多疾病的可能性更高。因此，重要的是要適當(dāng)?shù)乜刂萍?xì)胞老化。

NSD2酶能夠阻止細(xì)胞衰老
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盡管衰老細(xì)胞喪失了增殖能力，但近來逐漸清楚的是，衰老細(xì)胞分泌各種蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)作用于周圍細(xì)胞，從而促進(jìn)慢性炎癥和癌癥的發(fā)展。由于衰老細(xì)胞比預(yù)期的更活躍，因此認(rèn)為細(xì)胞衰老是全身衰老的原因。去除積累的衰老細(xì)胞后衰老小鼠全身衰老得到抑制的報(bào)道支持了這一觀點(diǎn)。換句話說，如果您可以控制細(xì)胞衰老，則可以控制整個(gè)身體的衰老進(jìn)程。

當(dāng)癌基因被激活并開始癌變時(shí)，會(huì)發(fā)生細(xì)胞衰老以阻止癌基因的發(fā)生。熊本大學(xué)的研究人員先前曾報(bào)道衰老細(xì)胞顯著增加線粒體的代謝功能，而SETD8甲基轉(zhuǎn)移酶阻止了細(xì)胞的衰老。在這里，他們發(fā)現(xiàn)NSD2甲基轉(zhuǎn)移酶在防止衰老中也起作用。

以前，NSD2被證明可以調(diào)節(jié)基因功能。此外，據(jù)認(rèn)為包裹在基因組DNA周圍的組蛋白的NSD2甲基化增強(qiáng)了附近基因的功能。然而，其與細(xì)胞衰老的關(guān)聯(lián)尚不清楚。進(jìn)行敲除（RNA干擾法）后，通過全面的基因篩選來抑制成纖維細(xì)胞中NSD2基因的作用，誘導(dǎo)了細(xì)胞衰老并出現(xiàn)了衰老細(xì)胞的典型特征。換句話說，研究人員發(fā)現(xiàn)NSD2在防止細(xì)胞衰老中起作用。

接下來，他們使用mRNA測序全面分析了所有蛋白質(zhì)編碼基因的表達(dá)，以探索NSD2減少的衰老細(xì)胞。與細(xì)胞衰老有關(guān)的基因表達(dá)增加，特別是促進(jìn)細(xì)胞生長的蛋白質(zhì)的基因功能下降。位于這些基因簇中的組蛋白在增殖細(xì)胞中被NSD2甲基化，但是發(fā)現(xiàn)在NSD2減少的衰老細(xì)胞中甲基化減少。簡而言之，減少的NSD2會(huì)降低參與細(xì)胞生長的基因的活性，從而停止生長。

然后，研究人員使用血清反應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究了NSD2功能的調(diào)控方式。通常，細(xì)胞通過促進(jìn)血清中生長（生長因子）的蛋白質(zhì)的作用而生長。另一方面，衰老細(xì)胞不可逆地阻止增殖，通常不會(huì)再次增加。實(shí)驗(yàn)表明，添加血清會(huì)迅速增加NSD2的含量，并且NSD2是促進(jìn)生長的基因表達(dá)和細(xì)胞生長所必需的。此外，發(fā)現(xiàn)具有降低的NSD2的衰老細(xì)胞完全缺乏在血清中生長的能力。因此，NSD2被認(rèn)為通過維持細(xì)胞生長和血清反應(yīng)來防止細(xì)胞衰老。

作者說：“ NSD2是我們研究小組確定的細(xì)胞衰老的第四個(gè)保護(hù)因子。隨著NSD2可以防止細(xì)胞衰老的發(fā)現(xiàn)，這項(xiàng)研究闡明了衰老的基本機(jī)制。我們希望這對開發(fā)調(diào)節(jié)酶活性的抗衰老療法有所幫助。”

參考資料

NSD2 enzyme appears to prevent cellular senescence

Hiroshi Tanaka et al, The NSD2/WHSC1/MMSET methyltransferase prevents cellular senescence‐associated epigenomic remodeling, Aging Cell (2020). DOI: 10.1111/acel.13173