科學家們發現了一種對抗早衰的新工具
沃納綜合徵和哈欽森-吉爾福德早衰綜合症是被稱為早衰症綜合徵的罕見遺傳疾病的兩個例子,這些疾病導致兒童和年輕人出現早衰跡象。患有早衰綜合徵的病人的病理和症狀通常與衰老有關,包括骨質疏鬆症、白內障、心髒病和II型糖尿病。這種衰老的特點是核結構的逐漸喪失和潛在的組織特異性遺傳程序,但其原因尚不清楚。科學家們已經發現了一個潛在的新目標,通過防止核結構喪失來治療這些綜合症。
該目標被稱為長散在重複序列-1(L1)RNA,這是一個重複序列家族,約佔哺乳動物基因組的17-20%,其功能基本上是未知的。被稱為異染色質的緊密包裝的DNA結構使這些序列失去活性。有證據表明,在正常衰老過程中,異染色質的耗竭與它們的激活有關。
阿卜杜拉國王科技大學(KAUST)研究科學家Francesco DELL a Valle說:“基於理論考慮,我們推測L1 RNA和控制異染色質穩定性的特定酶之間的分子互動可能是早衰綜合徵中過早衰老的原因。”
KAUST和美國團隊進行的測序研究顯示,在從早衰綜合徵患者收集的細胞中,L1 RNA的表達量更高。進一步的研究顯示,L1 RNA表達的增加是導致一種被稱為SUV39H1的酶失活的原因,它導致異染色質丟失和基因表達的變化,從而促進細胞老化。
研究人員能夠阻斷L1 RNA的表達,並逆轉取自早衰綜合徵患者的細胞和經過基因改造模擬早衰的小鼠的衰老過程。他們使用被稱為反義寡核苷酸(ASO)的短合成核苷酸鏈做到了這一點,該核苷酸鏈專門針對並導致了L1 RNA的降解。他們的L1 ASO被修改,以提高其進入細胞內並保持穩定的能力。阻斷細胞中的L1 RNA可恢復異染色質並抵消衰老相關基因。L1 ASO還延長了類似早衰症小鼠的壽命。
進一步的研究將需要確定與SUV39H1抑制平行作用的其他機制是否可能損害早衰症綜合徵的異染色質穩定性。
“在其他觀察中,我們的工作建立了一個重要的規則,”生物科學家Valerio Orlando說。“與以前的想法相反,L1 RNA的異常表達不是衰老開始的結果,而是衰老的原因,至少在早衰症中是如此。而現在,我們首次報告了一個特定的,而不是全局性的目標,作為衰老的一個基本因素。”
“鑑於早衰症綜合徵和時間性衰老相關疾病之間的相似性,針對LINE-1 RNA可能是治療早衰症以及其他以LINE-1異常表達為特徵的年齡相關疾病的有效方法,如神經退行性疾病、代謝性疾病和心血管疾病以及癌症,”Orlando說。“這項研究為我們認為可能有助於延長人類壽命的新戰略開闢了道路。”