HSC:保持年轻的秘密
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没有任何东西能永生,但相对于体内的其他细胞而言,造血干细胞(HSC)却有非常长的寿命。造血干细胞是负责产生造血细胞的细胞,这些细胞能迅速进行分裂并产生数以百亿计的细胞,以满足体内输送氧气的红细胞、抵抗疾病的白细胞和形成血栓的血小板的日常需求。
血液干细胞通常在骨髓里保持休眠状态,但可以持续激活并补充血细胞,使生物个体在整个寿命中保持相对年轻。长寿的血液干细胞如何抵御衰老的影响?根据贝勒医学院研究团队的发现,《自然细胞生物学》杂志揭示,HSC 中产生的大量亲环蛋白 A 酶是这些细胞保持再生能力和避免衰老影响的关键。
干细胞万岁!
那些经常进行细胞分裂的细胞,比如祖细胞,可以通过稀释来处理蛋白质聚集。另一方面,长寿命的造血干细胞,在面对蛋白质错误折叠积累和随后的毒性应激时有困难。然而,这些造血干细胞却不受衰老的影响。它们是如何做到的呢?
“深入了解导致造血干细胞(HSC)衰老的分子机制不仅有助于推动正常HSC生物学领域的研究,而且可能对癌症治疗具有重要的临床意义,”该研究的共同第一作者Lauren Maneix博士表示。该研究是在凯迪克实验室进行的。
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以前的研究指出,哺乳动物细胞能够表达数百种分子伴侣,这些分子伴侣可以是保留或改变蛋白质的三维结构。亲环蛋白是最常见的分子伴侣之一,与衰老过程有关。但是,迄今为止还没有研究过它们对细胞蛋白质的影响。
通过对小鼠进行研究,科研人员首先分析了HSC的蛋白质含量,并发现亲环蛋白A是一种常见的伴侣蛋白。接下来的实验结果显示,老化的HSC中亲环蛋白A的表达明显减少,消除亲环蛋白A基因会加速干细胞室的自然老化。相反,重新引入亲环蛋白A到老化的HSC可以增强其功能。总的来说,这些研究结果支持亲环蛋白A在HSC寿命中的重要作用。
结合α-肝蛋白组件 A、无序本质蛋白和HSC 寿命
随后,研究小组对与蛋白质A有相互作用的蛋白质进行了研究,以维持其稳定性。 "我们观察到,富含内在无序结构的蛋白质通常是配对的靶标," 卡蒂克提到。
含有无序结构的蛋白质会自然地改变其三维构象,以便与不同的蛋白质、核酸或其他分子发生相互作用。因此,存在内含无序区域蛋白质通过促进特定分子间的活性来调节多种细胞过程。卡提奇指出:“由于其灵活性,无序蛋白质本质上易于聚集。亲环蛋白 A 有助于这些蛋白质实现其功能,并同时防止其聚集。”
另外研究发现,母环蛋白A与本质上无序蛋白质在合成时即开始互相作用。Catic表示:“母环蛋白A确保这些蛋白质保持适当的构象和在足够水平上维持。”母环蛋白A基因缺失会导致干细胞缺乏本质的无序蛋白质。
Maneix表示:“我们的研究首次指出,细胞产生无序蛋白质并维持蛋白质结构的多样性在HSC 衰老过程中具有重要作用。”
2024-11-14
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