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新發現的蛋白質可回收老化的粒線體

粒線體
  • 蛋白質 P17/PERMIT 在回收老化或功能失調的粒線體中發揮重要作用,這可能導致癌症或阿茲海默症等與老化相關的疾病。

  • 老化的粒線體變得滲漏,導致活性氧的產生。

  • 神經醯胺是一種觸發粒線體自噬(舊粒線體消化)的分子。

  • PERMIT 蛋白將產生神經醯胺的酵素帶入粒線體,減少細胞積聚。

本文發表於 EurekAlert.org

老化及其背後的機制仍然是生命中最嚴密保守的秘密之一。

隨著年齡的增長,我們的細胞開始表現出壓力跡象,並且特定的途徑被激活以回收和修復它們的機器。

南卡羅來納醫科大學 (MUSC) 的一組研究人員最近描述了這些通路中的一種新參與者,他們將蛋白質稱為 P17/PERMIT。

該團隊由 Besim Ogretmen 博士領導,他是 MUSC 脂質組學和藥物發現 SmartState 捐贈主席,也是 Hollings 癌症中心發展性癌症治療研究計畫的共同負責人。 該團隊在 2019 年 9 月號《科學進展》雜誌上報告了其發現。

這項發現可以為癌症和阿茲海默症等與年齡相關的疾病(粒線體功能異常的疾病)提供重要的見解。

粒線體就像我們身體的發動機,利用我們呼吸的氧氣來燃燒我們消耗的燃料。 隨著粒線體老化,它們很容易洩漏其產生的能量。 這種能量使我們細胞中的氧氣增壓,產生高活性自由基氧,我們的身體試圖用抗氧化劑清除這些自由基氧。

粒線體滲漏對細胞來說是個壞消息。 因此,神經醯胺(一種因細胞壓力和損傷而產生的分子)會發出訊號,觸發舊粒線體的消化。 這個過程被稱為「粒線體自噬」。 當細胞受到太多損傷而無法正常修復時,神經醯胺可以向細胞發出訊號,使其經歷某種形式的受控細胞死亡。

PERMIT 令人興奮的是它在粒線體調節的起始步驟中所扮演的角色。 為了應對壓力,細胞開始製造負責產生神經醯胺的酵素。 PERMIT 與新製造的酵素結合並將其拖至粒線體。 這種被稱為 CerS1 的酵素可以在粒線體調節所需的精確位置大量生產神經醯胺。

ogretmen 團隊中負責發現 CerS1 的科學家 Natalia Oleinik 博士表示:“我們能夠發現並描述 PERMIT 的特徵,這非常令人興奮。” “通過誘導細胞壓力並監測結合 CerS1 的各種蛋白質,我們能夠證明 PERMIT 是負責將 CerS1 帶到線粒體的蛋白質。”

透過了解細胞如何回應壓力,以及如何使用控制壓力的蛋白質,MUSC 團隊在理解因有缺陷的粒線體堆積而導致的衰弱狀況方面又邁進了一步。

癌細胞可能依賴有缺陷的粒線體來促進其生長和進展,而忽略迫使它們自我毀滅的正常訊號。

同時,錯誤折疊的蛋白質累積並導致阿茲海默症的病理學可能始於受損粒線體的不正確清除。

在揭開粒線體維護的秘密的過程中,MUSC 的團隊希望有一天能夠開發出一種能夠模仿神經醯胺提供的訊號的治療方法,從而能夠正確清除受損的粒線體。

「我們正在試圖了解癌症和阿茲海默症之間的聯繫,而這種蛋白質可能就是其中的聯繫,」Ogretmen 在談到 PERMIT 時說道。 「我們的想法是,在不改變PERMIT 的情況下,我們可以透過標靶治療在粒線體中產生神經醯胺。這對這兩種疾病都是最好的,因為它將有助於治療癌症並幫助解決與阿茲海默症相關的問題。”

該研究發表於 科學進步 2019 年 9 月。



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