
日本熊本大学的研究人员利用全面的基因分析发现,NSD2酶也可以阻止细胞衰老,这种酶被认为可以调节许多基因的活动。他们的实验表明:1)正常细胞中NSD2功能的抑制会导致快速衰老;2)衰老细胞中NSD2的含量显著降低。研究人员相信他们的发现将有助于阐明衰老的机制,发展维持NSD2功能的控制方法,以及与年龄相关的病理生理学。
当身体的细胞继续分裂(细胞繁殖)时,它们的功能最终会下降并停止生长。这种细胞衰老是健康和长寿的重要因素。当基因组DNA受到物理压力(如辐射或紫外线)或某些药物产生的化学压力的损害时,细胞衰老也会受到刺激。然而,衰老的具体机制尚不清楚。当细胞发生癌变时,细胞衰老可能是有益的;它通过引起细胞衰老来防止恶性变化。另一方面,随着年龄的增长,它使许多疾病更容易发生。因此,适当地控制细胞老化是很重要的。
尽管衰老细胞失去了增殖能力,但最近人们发现,衰老细胞分泌各种蛋白质,这些蛋白质作用于周围细胞,促进慢性炎症和癌症的发展。由于衰老细胞比预期的更活跃,细胞衰老被认为是导致整个身体衰老的原因。这一观点得到了一些报道的支持,这些报道称,在去除积累的衰老细胞后,老年小鼠的系统性衰老得到了抑制。换句话说,如果你能控制细胞衰老,你就能控制整个身体的衰老进程。
当致癌基因被激活并开始癌变时,细胞衰老就会发生以防止癌变。熊本大学的研究人员此前曾报道,衰老细胞显著增加了线粒体代谢功能,并且SETD8甲基转移酶可以防止细胞衰老。在这里,他们发现NSD2甲基转移酶也在防止衰老中起作用。
此前,NSD2被证明可以调节基因功能。此外,人们认为包裹在基因组DNA周围的组蛋白的NSD2甲基化增强了附近基因的功能。然而,它与细胞衰老的关系尚不清楚。通过综合遗传筛选,在敲除成纤维细胞NSD2基因(RNA干扰法)时抑制其作用,诱导细胞衰老,出现衰老细胞的典型特征。换句话说,研究人员发现NSD2在防止细胞衰老方面发挥作用。
接下来,他们利用mRNA测序全面分析了所有蛋白质编码基因的表达,以探索NSD2减少的衰老细胞。与细胞衰老相关的基因表达增加,特别是促进细胞生长的蛋白质基因功能下降。位于这些基因簇中的组蛋白在增殖细胞中被NSD2甲基化,但在NSD2减少的衰老细胞中,甲基化被发现减少。简而言之,NSD2的减少降低了参与细胞生长的基因的活性,从而停止了细胞的生长。
然后,研究人员使用血清反应实验来检查NSD2功能是如何被调节的。正常情况下,细胞通过血清中促进生长的蛋白质(生长因子)的作用而生长。另一方面,衰老细胞不可逆转地停止增殖,通常不会再增加。实验表明,血清的添加使NSD2的含量迅速增加,而NSD2是促生长基因表达和细胞生长所必需的。此外,我们还发现NSD2降低的衰老细胞在血清中完全缺乏生长能力。因此,NSD2被认为通过维持细胞生长和血清反应来防止细胞衰老。
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