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NSD2 酶如何阻止細胞衰老

nSD2 酶可阻止細胞衰老
  • NSD2 酶被認為可以透過維持細胞生長和血清反應來防止細胞老化(當細胞失去功能並停止分裂時)。

  • 在這項研究中,血清的添加迅速增加了 NSD2 的量,他們發現 NSD2 是促生長基因表現和細胞生長所必需的。

  • 此外,NSD2減少的衰老細胞完全缺乏在血清中生長的能力。 

這篇文章發佈在 eurekalert.org 上: 

日本熊本大學的研究人員利用綜合遺傳分析發現,眾所周知,NSD2 酶可以調節許多基因的活動,也可以阻止細胞老化。

他們的實驗顯示:1)正常細胞中 NSD2 功能的抑制會導致快速老化;2)老化細胞中 NSD2 的數量顯著減少。

研究人員相信他們的發現將有助於闡明老化機制、開發維持 NSD2 功能的控制方法以及與年齡相關的病理生理學。

隨著身體細胞繼續分裂(細胞繁殖),它們的功能最終會下降並停止生長。 這種細胞老化是健康長壽的重要因素。 當基因組 DNA 因輻射或紫外線等物理壓力或某些藥物引起的化學壓力而受損時,也會刺激細胞老化。

然而,衰老的詳細機制仍不清楚。 當細胞癌變時,細胞老化可能是有益的。 它透過引起細胞衰老來防止惡性變化。 另一方面,隨著年齡的增長,許多疾病更容易發生。 因此,適當控制細胞老化非常重要。

儘管衰老細胞失去了增殖能力,但最近人們已經清楚,衰老細胞會分泌多種蛋白質,這些蛋白質作用於周圍細胞,促進慢性發炎和癌症的發展。

由於老化細胞比預期更活躍,因此細胞老化被認為是全身老化的原因。 這一想法得到了去除累積的衰老細胞後老年小鼠全身衰老抑制的報告的支持。 換句話說,如果你能控制細胞衰老,也許你就能控制整個身體的衰老進程。

當癌基因被活化並開始癌變時,細胞就會發生老化來預防它。 熊本大學的研究人員先前報導稱,衰老細胞的粒線體代謝功能顯著增強,而 SETD8 甲基轉移酶可以防止細胞老化。 在這裡,他們發現 NSD2 甲基轉移酶在預防老化方面也發揮作用。

先前,NSD2 已被證明可以調節基因功能。 此外,人們認為,包裹在基因組 DNA 周圍的組蛋白被 NSD2 甲基化,增強了附近基因的功能。

然而,它與細胞老化的關係尚不清楚。 利用全面的基因篩選,透過敲除(RNA幹擾法)抑製成纖維細胞中NSD2基因的作用,誘導細胞衰老,出現老化細胞的典型特徵。 換句話說,研究人員發現NSD2在防止細胞老化方面發揮作用。

接下來,他們利用 mRNA 定序全面分析了所有蛋白質編碼基因的表達,以探索 NSD2 減少的衰老細胞。 與細胞老化相關的基因表現增加,特別是促進細胞生長的蛋白質基因的功能下降。 位於這些基因簇中的組蛋白在增殖細胞中被 NSD2 甲基化,但發現在 NSD2 減少的衰老細胞中甲基化有所減少。 簡而言之,NSD2 減少會降低參與細胞生長的基因的活性,從而停止生長。

研究人員隨後使用血清反應實驗來研究 NSD2 功能是如何受到調節的。 通常,細胞會透過血清中促進生長的蛋白質(生長因子)的作用而生長。 另一方面,衰老細胞會不可逆轉地停止增殖,並且通常不會再次增加。

實驗表明,血清的添加迅速增加了NSD2的量,並且NSD2是促生長基因表現和細胞生長所必需的。 此外,也發現NSD2減少的衰老細胞完全缺乏在血清中生長的能力。 因此,NSD2被認為可以透過維持細胞生長和血清反應來防止細胞老化。 

「NSD2 是我們團隊發現的第四個細胞老化保護因子,」Mitsuyoshi Nakao 教授說。 “隨著 NSD2 防止細胞衰老的發現,這項研究闡明了衰老的基本機制。我們希望這有助於闡明衰老機制和開發通過化學物質或代謝物調節酶活性的控制方法。”

這項研究發表於 老化細胞 2020 年 6 月。 



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