長壽文章

「永保青春」的蛋白質 nanog 如何對抗肌肉細胞的衰老

「永保青春」的蛋白質 nanog 如何對抗肌肉細胞的衰老

從有關不老泉的寓言,到賦予擁有者永生的石頭的神奇故事,數千年來,人類一直對保持青春和防止衰老著迷。 一個鮮為人知的故事是關於蒂爾納諾 (tír na nóg) 土地的故事,這是一個古老的愛爾蘭神話,涉及一個天堂般的超自然王國,擁有永恆的青春、美麗和健康。  

考慮到這一年輕理想,紐約布法羅大學的研究人員集中研究了蛋白質 nanog(以這一著名的凱爾特民間傳說命名)在衰老骨骼肌細胞中的抗衰老作用。 發表於期刊 科學進步, Shahini 及其同事發現,增強 NANOG 活性可以逆轉多種老化跡象並促進肌肉細胞再生。 雖然這項研究並不能完全保證永保青春和永生不朽,但這項研究為 60 歲以上的三分之一因肌少症(稱為肌少症)而受到影響的成年人帶來了希望。  

老化、肌少症和骨骼肌

早在30歲時,我們的骨骼肌質量和力量就逐漸下降,80歲的人通常會失去年輕時擁有的50%或更多的肌肉。 老年人肌肉數量和能力的急劇減少導致生活品質和獨立性下降,虛弱、跌倒、骨折和死亡的風險增加。 

儘管導致肌少症的因素有很多,但一種理論涉及衰老細胞的積累——功能失調的殭屍樣細胞,它們停止生長和分裂,但仍留在體內,留下一系列發炎細胞碎片。 shahini 等研究人員及其同事認為,肌肉細胞老化的加劇會阻礙肌肉的再生能力,從而導致肌肉減少症和其他與年齡相關的疾病。

參與肌肉再生的主要細胞是生肌祖細胞(也稱為成肌細胞),它可以生長並成熟為肌肉細胞並再生受損的肌纖維。 然而,這些細胞的數量和再生品質都會隨著年齡的增長而下降,部分原因可能是老化加劇。 

由於骨骼肌再生取決於這些肌源性祖細胞的激活,研究人員正在尋找簡單的方法來隨著年齡的增長繼續促進它們的激活。 其他研究則著眼於將老化細胞重新編程為未成熟的幹細胞,因此可以再次發育為成熟細胞。 然而,這個過程存在增加腫瘤生長的風險。 相反,該研究小組著眼於提高 nanog 水平,因為 之前的學習 研究發現,增強這種「永保青春」的蛋白質的活性可以恢復一些隨著年齡增長而減弱的細胞功能,包括細胞生長和成熟的減少。  

老化、肌少症和骨骼肌

增殖成熟的肌肉細胞

在一系列實驗中,shahini 和同事首先提高老化人類成肌細胞(成熟為肌肉細胞的前驅細胞)中的 nanog 水平。 他們發現,這種豐富的 nanog 增加了細胞總數,並減少了細胞數量翻倍所需的時間。 值得注意的是,在增強 nanog 活性三週後,細胞生長趨於穩定,這表明這種方法不會導致無限期細胞增殖帶來的潛在腫瘤生長。 總的來說,這些結果表明 nanog 具有逆轉衰老的能力——至少在這個基於細胞的實驗中是如此。 

Nanog 活性的增強也降低了細胞老化的常見標記物的水平。 此外,它還恢復了一些因老化而受損的基因和途徑,包括與 dna 修復、細胞生長和分裂以及蛋白質穩定性相關的基因和途徑。 此外,nanog 水平的增加也促進了自噬作用——我們身體回收和清除受損或功能失調的細胞和細胞部分的方式——並改善了我們細胞的能量工廠粒線體的健康和功能。  

從人到老鼠

接下來,他們研究了提高表現出老化跡象的早衰小鼠骨骼肌中 nanog 活性的影響。 儘管這些小鼠年齡並不大,但這種小鼠類型是研究衰老和抗衰老療法的公認動物模型。 nanog 活性增強後,從這些小鼠分離出的成肌細胞顯示 dna 損傷的發生率顯著降低,粒線體功能恢復,細胞內 atp(能量)升高。 這表明,提高過早老化小鼠(也可能是典型老化小鼠)骨骼肌細胞中 nanog 的水平可能是對抗細胞老化影響的有益方法。

最後,shahini 和同事研究了局部活化小鼠下肢肌肉中的 nanog 如何影響細胞生長。 他們發現,增強 nanog 顯著減少了老化成肌細胞的數量,同時增加了正常功能性成肌細胞的數量。 值得注意的是,表達 nanog 的肌肉還含有高水平的參與肌肉收縮的特定類型纖維蛋白,這表明有新肌纖維形成的跡象。 

青春永駐

Tír Na nÓg 的未來會像永葆青春嗎?

透過這項工作,沙希尼和同事提供了另一種逆轉成肌細胞老化的方法的證據,而無需先將細胞重新編程為不成熟的版本。 隨著在這些人類和小鼠模型中提高nanog 水平,減少了與年齡相關的衰老標記,並改善了整體細胞和線粒體的健康,這種以神話般的長生不老之地命名的蛋白質名副其實——至少在骨骼肌中是這樣。

更了解 nanog 及其在人類(無論年輕人或老年人)中的表現,可能是發現對抗老化及其相關症狀(如肌少症)的新方法的關鍵一步。 作為該研究的通訊作者,stelios t. andreadis 博士, 結論”,“我們的工作重點是了解 NANOG 的作用機制,希望在信號或代謝網絡中發現可模仿 NANOG 抗衰老作用的藥物標靶。 最終,這項工作可能有助於開發新的療法或療法,幫助逆轉細胞衰老,並幫助許多患有與年齡相關疾病的人。

參考: 

Mistriotis P、Bajpai VK、Wang X 等。 NANOG 透過恢復 ACTIN 絲狀組織和 SRF 依賴性基因表現來逆轉老化幹細胞的肌源分化潛力。 幹細胞。 2017;35(1):207-221。 doi:10.1002/stem.2452

Shahini a、rajabian n、choudhury d 等人。 在體外和體內改善骨骼肌肌源性祖細胞的細胞老化標誌。 科學高級。 2021;7(36):eabe5671。 doi:10.1126/sciadv.abe5671



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