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Nature子刊：蛋白質(zhì)團(tuán)塊預(yù)測(cè)衰老時(shí)鐘
摘要：科學(xué)家們提出了一種“蛋白質(zhì)聚集時(shí)鐘”，通過監(jiān)測(cè)細(xì)胞中的蛋白質(zhì)團(tuán)塊來評(píng)估衰老和健康狀況。
測(cè)量細(xì)胞中的蛋白質(zhì)團(tuán)塊會(huì)成為一種評(píng)估我們患老年性疾病風(fēng)險(xiǎn)的新方法嗎?來自美因茨約翰內(nèi)斯古騰堡大學(xué)(JGU)的Dorothee Dormann和Edward Lemke教授同時(shí)也是美因茨分子生物學(xué)研究所(IMB)的副主任，他們提出了一種“蛋白質(zhì)聚集鐘”的想法，可以用來衡量衰老和健康。他們?cè)凇禢ature Cell Biology》上發(fā)表了一篇新的觀點(diǎn)文章，討論了這一創(chuàng)新概念。
隨著年齡的增長，構(gòu)成我們身體的DNA和蛋白質(zhì)逐漸發(fā)生變化，導(dǎo)致我們的身體不再像以前那樣正常工作。這反過來又使我們更容易患上與年齡有關(guān)的疾病，如心血管疾病、癌癥和阿爾茨海默病。一個(gè)重要的變化是，我們細(xì)胞中的蛋白質(zhì)有時(shí)會(huì)錯(cuò)誤折疊并聚集在一起形成聚集體，即所謂的淀粉樣蛋白。
圖1 在生物衰老時(shí)鐘中添加內(nèi)在無序蛋白質(zhì)
任何蛋白質(zhì)都可能發(fā)生錯(cuò)誤折疊和聚集，但一組特定的蛋白質(zhì)被稱為內(nèi)在無序蛋白(IDPs)，特別容易形成淀粉樣蛋白。IDPs約占我們細(xì)胞中蛋白質(zhì)的30%，它們的特點(diǎn)是沒有固定的結(jié)構(gòu)。相反，它們是靈活而有活力的，像煮熟的意大利面一樣四處擺動(dòng)。
蛋白質(zhì)聚集在疾病中的作用
雖然分子機(jī)制存在廣泛的爭議，也是基礎(chǔ)研究的一個(gè)重要方面，但科學(xué)家們知道，隨著年齡的增長，由IDPs形成的聚集體傾向于在許多長壽的細(xì)胞中積累，比如神經(jīng)元或肌肉細(xì)胞。此外，它們還會(huì)導(dǎo)致許多與年齡有關(guān)的疾病，特別是神經(jīng)退行性疾病，如阿爾茨海默病和帕金森病。因此，細(xì)胞中有許多聚集物可能是細(xì)胞有多不健康的一個(gè)指標(biāo)，或者一個(gè)人是否可能很快患上與年齡有關(guān)的疾病。在他們最近發(fā)表的文章中，Dormann和Lemke提出IDP聚集可以作為一個(gè)生物“時(shí)鐘”來衡量一個(gè)人的健康和年齡。
如果進(jìn)一步發(fā)展成為一種敏感的診斷測(cè)試，蛋白質(zhì)聚集鐘可能會(huì)非常有用。首先，醫(yī)生可以用它來幫助在早期階段診斷與年齡有關(guān)的疾病，或者識(shí)別那些尚未患病但隨著年齡增長患病風(fēng)險(xiǎn)較高的人。這將使他們?cè)诎l(fā)展成嚴(yán)重疾病之前得到預(yù)防性治療。其次，科學(xué)家可以用它來評(píng)估新的實(shí)驗(yàn)性治療方法的效果，以減少蛋白質(zhì)聚集，從而預(yù)防或延緩與年齡有關(guān)的疾病。
Dormann說:“在實(shí)踐中，我們離常規(guī)診斷測(cè)試還有很長的路要走，重要的是我們要提高對(duì)導(dǎo)致IDP聚集的基本機(jī)制的理解?！?/div>
Lemke補(bǔ)充說:“然而，我們希望在研究蛋白質(zhì)聚集體以測(cè)量生物衰老過程的方向上激發(fā)思考和研究。我們樂觀地認(rèn)為，通過對(duì)IDP動(dòng)力學(xué)的更多研究和進(jìn)一步的技術(shù)發(fā)展，未來我們將能夠克服當(dāng)前讀取蛋白質(zhì)聚集時(shí)鐘的挑戰(zhàn)。”
與其他生物鐘的比較
雖然還有其他“時(shí)鐘”來衡量衰老和健康，但大多數(shù)都是基于DNA等核酸?；诘鞍踪|(zhì)的生物鐘將是對(duì)現(xiàn)有生物鐘的有益補(bǔ)充，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)是細(xì)胞中最(空)豐富的分子之一，對(duì)所有細(xì)胞功能都至關(guān)重要。在這種蛋白質(zhì)聚集時(shí)鐘的幫助下，他們希望科學(xué)家和醫(yī)生能夠在幫助人們健康衰老和預(yù)防與年齡有關(guān)的疾病方面更進(jìn)一步。
參考資料
[1] Adding intrinsically disordered proteins to biological ageing clocks
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