Aging Cell：關(guān)鍵酶可預防細胞衰老

來源：作者：人氣：-發(fā)表時間：2020-08-10 11:08:00【大中小】

在最近一項研究中，來自日本的研究人員使用綜合遺傳分析發(fā)現(xiàn)， NSD2酶可調(diào)節(jié)許多基因的作用，同時能夠阻止細胞衰老。他們的實驗表明：1）抑制正常細胞中NSD2的功能會導致衰老迅速； 2）衰老細胞中NSD2的數(shù)量明顯減少。研究人員認為，他們的發(fā)現(xiàn)將有助于闡明衰老的機制，維持NSD2功能的控制方法的發(fā)展以及與年齡有關(guān)的病理生理學。

隨著人體細胞繼續(xù)分裂，它們的功能最終下降，并停止生長。這種細胞衰老是健康和長壽的重要因素。當基因組DNA被物理應力（例如輻射或紫外線）或某些藥物發(fā)生的化學應力破壞時，也會刺激細胞衰老。但是，衰老的詳細機制仍然未知。另一方面，細胞衰老對于預防癌癥的發(fā)生可能是有益的。它通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，它使許多疾病的可能性更高。因此，重要的是要適當?shù)乜刂萍毎匣?/div>

NSD2酶能夠阻止細胞衰老
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盡管衰老細胞喪失了增殖能力，但近來逐漸清楚的是，衰老細胞分泌各種蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)作用于周圍細胞，從而促進慢性炎癥和癌癥的發(fā)展。由于衰老細胞比預期的更活躍，因此認為細胞衰老是全身衰老的原因。去除積累的衰老細胞后衰老小鼠全身衰老得到抑制的報道支持了這一觀點。換句話說，如果您可以控制細胞衰老，則可以控制整個身體的衰老進程。

當癌基因被激活并開始癌變時，會發(fā)生細胞衰老以阻止癌基因的發(fā)生。熊本大學的研究人員先前曾報道衰老細胞顯著增加線粒體的代謝功能，而SETD8甲基轉(zhuǎn)移酶阻止了細胞的衰老。在這里，他們發(fā)現(xiàn)NSD2甲基轉(zhuǎn)移酶在防止衰老中也起作用。

以前，NSD2被證明可以調(diào)節(jié)基因功能。此外，據(jù)認為包裹在基因組DNA周圍的組蛋白的NSD2甲基化增強了附近基因的功能。然而，其與細胞衰老的關(guān)聯(lián)尚不清楚。進行敲除（RNA干擾法）后，通過全面的基因篩選來抑制成纖維細胞中NSD2基因的作用，誘導了細胞衰老并出現(xiàn)了衰老細胞的典型特征。換句話說，研究人員發(fā)現(xiàn)NSD2在防止細胞衰老中起作用。

接下來，他們使用mRNA測序全面分析了所有蛋白質(zhì)編碼基因的表達，以探索NSD2減少的衰老細胞。與細胞衰老有關(guān)的基因表達增加，特別是促進細胞生長的蛋白質(zhì)的基因功能下降。位于這些基因簇中的組蛋白在增殖細胞中被NSD2甲基化，但是發(fā)現(xiàn)在NSD2減少的衰老細胞中甲基化減少。簡而言之，減少的NSD2會降低參與細胞生長的基因的活性，從而停止生長。

然后，研究人員使用血清反應實驗研究了NSD2功能的調(diào)控方式。通常，細胞通過促進血清中生長（生長因子）的蛋白質(zhì)的作用而生長。另一方面，衰老細胞不可逆地阻止增殖，通常不會再次增加。實驗表明，添加血清會迅速增加NSD2的含量，并且NSD2是促進生長的基因表達和細胞生長所必需的。此外，發(fā)現(xiàn)具有降低的NSD2的衰老細胞完全缺乏在血清中生長的能力。因此，NSD2被認為通過維持細胞生長和血清反應來防止細胞衰老。

作者說：“ NSD2是我們研究小組確定的細胞衰老的第四個保護因子。隨著NSD2可以防止細胞衰老的發(fā)現(xiàn)，這項研究闡明了衰老的基本機制。我們希望這對開發(fā)調(diào)節(jié)酶活性的抗衰老療法有所幫助。”

參考資料

NSD2 enzyme appears to prevent cellular senescence

Hiroshi Tanaka et al, The NSD2/WHSC1/MMSET methyltransferase prevents cellular senescence‐associated epigenomic remodeling, Aging Cell (2020). DOI: 10.1111/acel.13173