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与帕金森有关的新基因可以延缓衰老的发生,延

2019-05-08 20:02:52 医疗科技90℃

  与帕金森有关的新基因可以延缓衰老的发生,延长寿命

  2013年5月7日

  加州大学洛杉矶分校的生命科学家已经确定了一种先前与帕金森病有关的基因,该基因可以延缓衰老的发生并延长果蝇的健康寿命。他们说,这项研究可能对人类的衰老和疾病产生重要影响。

  这种名为parkin的基因具有至少两种重要功能:它标记受损的蛋白质,使细胞在它们变得有毒之前就可以丢弃它们,并且它被认为在从细胞中去除受损的线粒体中起关键作用。

  “衰老是许多神经退行性疾病发展和进展的主要风险因素,”加州大学洛杉矶分校综合生物学和生理学副教授,该研究的高级作者大卫沃克说。 “我们认为我们的研究结果揭示了连接这些过程的分子机制。”

  在今天早期在线版“美国国家科学院院刊”上发表的研究中,沃克和他的同事表明,帕金可以调节果蝇的衰老过程,果蝇通常活不到两个月。研究人员增加了苍蝇细胞中帕金的含量,发现与没有接受额外停留的对照组相比,这使其寿命延长了25%以上。

  “在对照组中,果蝇在第50天都已死亡”。沃克说。 “在parkin过度表达的组中,几乎一半的人口在50天后仍然存活。我们只操纵了大约15,000个基因中的一个,但对生物体的后果是深远的。

  “仅仅通过增加帕金的水平,它们活得更长,同时保持健康,活跃和肥沃,” Anil Rana是沃克实验室的博士后学者,也是该研究的主要作者。 “这就是我们想要在老龄化研究中实现的目标 - 不仅是为了延长他们的寿命,还为了增加他们的健康范围。”

  生物学家认为,增加帕金表达的治疗可能会延缓帕金森病和其他与年龄有关的疾病的发生和发展。 (如果parkin听起来与帕金森病有关,那就是。虽然绝大多数患有这种疾病的人都是在年龄较大的时候,但是一些天生具有parkin基因突变的人会出现早发性帕金森样症状。)

  “我们的研究可能告诉我们,帕金可能是神经退行性疾病和其他衰老疾病的重要治疗靶点,”沃克说。 “我们相信可能有可能干预衰老过程并延缓许多这些疾病的发病,而不是逐一研究衰老疾病 - 帕金森病,阿尔茨海默病,癌症,中风,心血管疾病,糖尿病。我们还没有,当然,它可能需要很多年,但这是我们的目标。

  我们牢房里的垃圾人罢工

  为了正常运作,蛋白质必须正确折叠,并且它们以复杂的方式折叠。随着年龄的增长,我们的细胞会累积受损或错误折叠的蛋白质。当蛋白质折叠不正确时,细胞机器有时可以修复它们。加州大学洛杉矶分校分子生物学研究所的成员沃克说,如果不能,帕金可以让细胞丢弃受损的蛋白质。

  “如果蛋白质受损无法修复,细胞可以识别并在蛋白质变为有毒之前消除蛋白质”。他说。 “把它想象成蜂窝垃圾处理。 Parkin有助于标记受损蛋白质以便处理。这就像parkin在受损蛋白质上贴上了“降级我”的标签,然后细胞就会清除这种蛋白质。这个过程似乎随着年龄而下降。随着年龄的增长,我们牢房里的垃圾男人继续罢工。过度表达的帕金似乎告诉他们重新开始工作。“

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  Rana专注于细胞和组织水平增加parkin活性的影响。苍白蛋白含量增加的苍蝇在高龄时会显示出较少的受损蛋白吗? “确实,非常好的发现是肯定的,”沃克说。

  Parkin最近在线粒体方面发挥了同样重要的作用,线粒体是控制细胞生长的细胞中的微小能量发生器,并告诉细胞何时存活和死亡。 Walker说,随着年龄的增长,Mitochandria的效率降低,活动性降低,并且线粒体活性的丧失与阿尔茨海默氏症,帕金森病和其他神经退行性疾病以及衰老过程有关。

  帕金似乎通过标记或改变其外膜结构来降解受损的线粒体,实际上告诉细胞,“这是受损的并且可能有毒。摆脱它。“

  如果parkin好,是否更好parkin?

  虽然研究人员发现增加parkin可以延长果蝇的寿命,但Rana也发现过多的parkin会产生相反的效果 - 它会对苍蝇产生毒害。当他将帕金的正常量增加四倍时,果蝇的寿命会长得多,但当他将果蝇数量增加30倍时,果蝇就会更快地死亡。

  “如果用太多的parkin轰击细胞,它可能会开始消除健康的蛋白质,”拉纳说。

  然而,在较低剂量下,科学家们没有发现任何副作用。沃克认为,果蝇是研究人类衰老的良好模型 - 他们也拥有parkin基因 - 因为科学家们知道所有果蝇的基因,并可以打开和关闭单个基因。

  沃克指出,之前的研究表明,当你去掉帕金时,果蝇会很快死亡。

  Walker和Rana不知道parkin在人体中的最佳用量是多少。

  虽然生物学家增加了果蝇中每个细胞的parkin活性,但Rana还进行了一项实验,其中他仅在神经系统中增加了parkin的表达。这也足以让苍蝇活得更久。

  

  “这告诉我们帕金在衰老过程中具有神经保护作用,”沃克说。 “然而,当我们在任何地方增加其表达时,帕金的有益作用更大 - 两倍大。”

  “我们从一开始就对这项研究感到兴奋,但当时并不知道寿命增长会令人印象深刻,”拉纳说。

  本新闻稿附带的图片显示老年大脑中正常苍蝇(左图)和年龄匹配的大脑中受损蛋白质的团块或聚集物,神经元帕金森水平增加(右图)。可以看出,老化大脑中帕金蛋白水平的增加会减少聚集蛋白的积累。

  Rana说,科学家们发现这种蛋白质聚集也发生在哺乳动物身上,包括人类。

  “想象一下蛋白质垃圾堆积对细胞造成的损害”。沃克说。 “随着Parkin的增加,垃圾已被收集。没有它,应该丢弃的垃圾在细胞中积累。

  资料来源:加州大学洛杉矶分校

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