Nature子刊：蛋白質團塊預測衰老時鐘

來源：作者：人氣：-發表時間：2024-07-02 10:51:00【大中小】

摘要：科學家們提出了一種“蛋白質聚集時鐘”，通過監測細胞中的蛋白質團塊來評估衰老和健康狀況。

測量細胞中的蛋白質團塊會成為一種評估我們患老年性疾病風險的新方法嗎?來自美因茨約翰內斯古騰堡大學(JGU)的Dorothee Dormann和Edward Lemke教授同時也是美因茨分子生物學研究所(IMB)的副主任，他們提出了一種“蛋白質聚集鐘”的想法，可以用來衡量衰老和健康。他們在《Nature Cell Biology》上發表了一篇新的觀點文章，討論了這一創新概念。

隨著年齡的增長，構成我們身體的DNA和蛋白質逐漸發生變化，導致我們的身體不再像以前那樣正常工作。這反過來又使我們更容易患上與年齡有關的疾病，如心血管疾病、癌癥和阿爾茨海默病。一個重要的變化是，我們細胞中的蛋白質有時會錯誤折疊并聚集在一起形成聚集體，即所謂的淀粉樣蛋白。

圖1 在生物衰老時鐘中添加內在無序蛋白質

任何蛋白質都可能發生錯誤折疊和聚集，但一組特定的蛋白質被稱為內在無序蛋白(IDPs)，特別容易形成淀粉樣蛋白。IDPs約占我們細胞中蛋白質的30%，它們的特點是沒有固定的結構。相反，它們是靈活而有活力的，像煮熟的意大利面一樣四處擺動。

蛋白質聚集在疾病中的作用

雖然分子機制存在廣泛的爭議，也是基礎研究的一個重要方面，但科學家們知道，隨著年齡的增長，由IDPs形成的聚集體傾向于在許多長壽的細胞中積累，比如神經元或肌肉細胞。此外，它們還會導致許多與年齡有關的疾病，特別是神經退行性疾病，如阿爾茨海默病和帕金森病。因此，細胞中有許多聚集物可能是細胞有多不健康的一個指標，或者一個人是否可能很快患上與年齡有關的疾病。在他們最近發表的文章中，Dormann和Lemke提出IDP聚集可以作為一個生物“時鐘”來衡量一個人的健康和年齡。

如果進一步發展成為一種敏感的診斷測試，蛋白質聚集鐘可能會非常有用。首先，醫生可以用它來幫助在早期階段診斷與年齡有關的疾病，或者識別那些尚未患病但隨著年齡增長患病風險較高的人。這將使他們在發展成嚴重疾病之前得到預防性治療。其次，科學家可以用它來評估新的實驗性治療方法的效果，以減少蛋白質聚集，從而預防或延緩與年齡有關的疾病。

Dormann說:“在實踐中，我們離常規診斷測試還有很長的路要走，重要的是我們要提高對導致IDP聚集的基本機制的理解。”

Lemke補充說:“然而，我們希望在研究蛋白質聚集體以測量生物衰老過程的方向上激發思考和研究。我們樂觀地認為，通過對IDP動力學的更多研究和進一步的技術發展，未來我們將能夠克服當前讀取蛋白質聚集時鐘的挑戰。”

與其他生物鐘的比較

雖然還有其他“時鐘”來衡量衰老和健康，但大多數都是基于DNA等核酸。基于蛋白質的生物鐘將是對現有生物鐘的有益補充，因為蛋白質是細胞中最豐富的分子之一，對所有細胞功能都至關重要。在這種蛋白質聚集時鐘的幫助下，他們希望科學家和醫生能夠在幫助人們健康衰老和預防與年齡有關的疾病方面更進一步。

參考資料

[1] Adding intrinsically disordered proteins to biological ageing clocks