陈根:长寿基因,是怎么回事?

原标题:陈根:长寿基因 , 是怎么回事?
文/陈根
干细胞在哺乳动物的寿命期间持续存在 , 通过替换受损或丢失的细胞来维持组织稳态 。 同时 , 应激反应途径的升高是衰老组织的标志 , 通过诱导衰老或细胞死亡来促进成体干细胞的消耗 。
内源性和外源性细胞应激物如氧化应激 , DNA损伤 , 线粒体功能障碍 , 蛋白质稳态丧失和炎性组织环境是导致应激反应增加的重要因素 。
其中 , 氧化损伤对细胞大分子造成损伤 , 导致细胞抑制 , 细胞毒性 , 最终导致干细胞功能下降 。 对各种模式生物的研究已经确定了一系列关键的应激反应分子 , 这些分子也起到保护干细胞储备免受生理和病理氧化损伤的作用 。

陈根:长寿基因,是怎么回事?
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然而 , 将应激信号转化为细胞行为的分子途径仍然知之甚少 。 FOXO转录因子在从衰老到代谢的广泛生物过程中发挥着重要的作用 , 不仅能够感知压力 , 而且还能促进抗逆性 。
此前的研究也表明 , 通过调节对生理氧化应激和静止的反应 , 发现FOXO是造血干细胞长期再生潜能所必需的 。 此外 , 许多寿命大于100年的人类都具有特殊“版本”的FOXO3基因 , 因此 , 人们也常称FOXO3为“长寿基因” 。
事实上 , 此前的研究发现FOXO在中枢神经系统中的表达不仅在保护神经干细胞库中发挥关键作用 , 而且还保护神经元免受跨物种的年龄相关性轴突变性 。
然而 , 尽管研究已经提供了许多关于FOXO的发展机制 , 但目前仍然缺乏对氧化应激如何系统地影响FOXO活化以及是否以及如何促成神经保护反应的机制理解 。
陈根:长寿基因,是怎么回事?】现在 , 《自然》的一篇文章中 , 科学家们就报告了神经干/祖细胞(NSPCs)中急剧升高的细胞氧化应激通过诱导FOXO3蛋白介导的cGAS/STING和I型干扰素(IFN-I)反应调节神经原性分化 。

陈根:长寿基因,是怎么回事?
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研究人员发现 , FOXO3能保护小鼠大脑干细胞免受压力损伤 , 并探究了该机制的生理通路 。 当机体处于氧化应激态时 , FOXO3会受到修饰从而入细胞核 , 启动氧化应激反应相关基因的表达 。
其中 , 细胞会通过消耗S-腺苷甲硫氨酸(SAM)抑制核纤层蛋白的形成 , 使细胞核中的DNA释放到细胞质中 , 激活I型干扰素通路 。 在这种不利情况下 , 大脑干细胞将会处于休眠状态 , 不再产生新的神经元 。
这项研究为一些长寿人群拥有特定FOXO3基因提供了可能的解释 。 但需要注意 , 这项研究利用的是小鼠模型 , 而此前研究表明 , 小鼠中的特殊Foxo3基因无法增加长寿概率 。