熊本大学的研究人员研究了裸鼹鼠(NMRs)的细胞衰老过程，发现了一种核磁共振特异性的“自然衰老”机制，可以去除衰老细胞，可能有助于它们抵抗衰老。
裸鼹鼠(NMR)，或Heterocephalus glaber，是一种原产于东非的啮齿动物，拥有超过37年的惊人寿命。这使它们成为最长寿的啮齿动物。它们对衰老和癌症等疾病的非凡抵抗力激起了科学界的兴趣，主要研究人员希望揭开它们长寿的机制。
了解核磁共振成像中的衰老
以往的研究已经探讨了DNA修复机制、蛋白质稳定性和翻译准确性(RNA到蛋白质的精确转化)在这方面的作用，但其抗衰老背后的分子机制/因素仍不清楚。此外，细胞衰老对其抗衰老能力的贡献尚不清楚。
细胞衰老(细胞老化)的特征是细胞分裂的不可逆的停止，这是随着年龄的增长。衰老细胞不容易死亡，随着年龄的增长在组织中积累，促进慢性炎症并损害这些组织的功能。虽然细胞衰老在衰老过程中起着重要作用，但对其在核磁共振中的作用知之甚少。
熊本大学三浦实验室正在培育一只裸鼹鼠。图片来源:日本熊本大学的川村吉美和三浦恭子
核磁共振成像细胞衰老的研究
为此，由熊本大学衰老与长寿研究部的Kyoko Miura教授领导的一组来自日本的研究人员进行了一系列体外和体内实验，以了解NMRs中细胞衰老是如何发生的，以及是否有任何物种特异性机制有助于抑制衰老细胞的积累及其延迟衰老。熊本大学老龄化与长寿研究部是日本唯一一个培育nmr并进行抗衰老和抗癌研究的中心。
Miura教授解释了他们最近在EMBO杂志上发表的研究背后的基本原理，他说:“衰老溶解或有针对性地去除衰老细胞已被证明可以抑制小鼠衰老相关的衰退。然而，在老鼠身上的发现是否可以推广，仍然是一个悬而未决的问题。在这项研究中，我们发现了一种核磁共振特异性的‘自然衰老’机制，它可能为去除衰老细胞作为一种预防衰老的治疗策略提供了一种进化原理。”
调查结果及方法
研究小组使用低浓度的多柔比星(DXR)——一种dna损伤剂——在体外诱导核磁共振和小鼠来源的皮肤成纤维细胞衰老。他们观察到，在核磁共振和小鼠成纤维细胞中，细胞衰老的诱导导致细胞增殖停止，这是由于INK4a和RB(诱导细胞衰老的重要因素)的激活导致细胞周期停滞。然而，只有核磁共振细胞逐渐且显著地激活了细胞死亡，这表明核磁共振细胞中的衰老细胞积累可能通过去除核磁共振细胞而受到抑制。
通过进一步的实验，研究人员观察到，在未衰老的核磁共振成纤维细胞中有血清素(一种在神经细胞之间传递信号的神经递质)的积累，但在小鼠成纤维细胞中没有。一种在诱导细胞衰老后的衰老核磁共振成纤维细胞中高度活化的酶)并转化为5-羟基吲哚乙酸(5-HIAA;一种代谢物)，释放出大量的过氧化氢(H2O2)。
这张信息图描绘了一种独特的“自然衰老”或自然衰老细胞去除机制，由日本研究人员在裸鼹鼠身上发现，裸鼹鼠是最长寿的啮齿动物。他们提出了一种涉及ink4a - rb信号和5 -羟色胺代谢激活的物种特异性机制，这增加了细胞内氧化损伤并导致随后的衰老核磁共振细胞死亡。图片来源:日本熊本大学的川村吉美和三浦恭子
研究小组提出，由细胞内产生H2O2引起的氧化应激使衰老的核磁共振成纤维细胞进入细胞死亡途径，从而导致衰老溶解(选择性去除衰老细胞)。
为了证实类似的机制是否在体内也普遍存在，研究小组使用博来霉素(一种dna损伤剂)在小鼠的肺部和NMRs中诱导细胞衰老。他们观察到细胞死亡，可能是由于对DNA损伤的急性反应，最初在小鼠和核磁共振肺细胞的第2天增加。然而，在第2天初始上升后，观察到细胞死亡率下降，到第21天，细胞死亡率再次增加，仅在NMR肺细胞中。
未来发展方向及结论
Furthermore, treatment with the MAO inhibitor significantly suppressed cell death but increased the number of senescent cells only in the NMR lung on day 21. This suggests that MAO plays a role in inducing cell death and reducing the number of senescent cells following the induction of cellular senescence in NMR lung cells. These results are consistent with the in vitro findings and suggest that MAO contributes to suppressing the accumulation of senescent cells in NMR tissues.
“需要进一步研究核磁共振组织中的衰老细胞去除机制，以了解应该去除哪种衰老细胞，何时以及如何去除。这些研究可能有助于开发更安全、更有针对性的抗衰老药物，”Miura教授在讨论未来的步骤时说。
总之，这些发现表明，ink4a - rb介导的细胞死亡可能促进NMRs中衰老细胞的清除，帮助它们抵抗衰老相关的变性。我们相信，通过强调这种长寿物种的自然衰老机制，这项研究将有助于开发抗衰老策略和针对年龄相关疾病(如癌症)的靶向治疗。
参考:“裸鼹鼠细胞衰老诱导通过INK4a-RB途径导致细胞渐进式死亡”，作者:川村吉美、冈香利、森波隆、高森Mayuko、杉村幸、山崎理代、铃木佑介、Chujo Takeshi、永濑Mari、大岩幸、藤冈修介、本马小辅、山村幸、宫崎新吾、成田实、福田孝一、堺佑介、石本孝介、富泽和仁、Suematsu Makoto、山本拓也、波诺hideasa、冈野秀之和三浦京子，2023年7月11日。EMBO杂志。DOI: 10.15252 / embj.2022111133
该研究由日本科学技术振兴机构、日本医学研究开发机构、日本科学促进协会、武田科学基金会、三菱基金会、关泽医学研究基金会、日本老龄化与健康基金会、KOSE美容研究基金会、高松公主癌症研究基金会、中臣基金会、内藤基金会、癌症研究促进基金会、加藤纪念生物科学基金会、MSD生命科学基金会、稻盛氏基金会、SGH基金会、Terumo生命科学与艺术基金会、金原一郎医学科学与医疗促进基金会和前沿沙龙基金会。
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希望本篇文章《大自然的抗衰老蓝图：裸鼹鼠如何重新定义我们对衰老的认识》能对你有所帮助！
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