我们的细胞被一层只有5纳米厚的脆弱膜包围,只有肥皂泡的1/20厚。细胞很容易受到生理活动的损伤,包括肌肉收缩和组织损伤。为了应对这种损伤,细胞配备了可以在一定程度上修复膜损伤的机制
细胞膜的机械损伤以前被认为会引发两种简单的细胞结果:恢复或死亡。然而,在一项新的研究中,研究人员发现了第三个结果——细胞衰老。这项工作出现在《自然衰老》杂志上
“当我开始这个项目时,我只是想了解受损细胞膜的修复机制,”冲绳科学技术研究所膜学部门负责人、该研究的高级作者河野敬子教授回忆道,该研究涉及该部门的多名成员,包括须田晃次郎、森山洋介、拉扎利和同事。“出乎意料的是,我们最终发现,细胞膜损伤在某种意义上改变了细胞的命运。”
决定细胞命运的关键是损伤的程度和随后的钙离子流入。薄细胞膜损伤可以很容易地修复,使细胞能够毫无问题地继续细胞分裂。最高水平的细胞膜损伤诱导细胞死亡。然而,中等程度的细胞膜损伤会在几天后将细胞转化为衰老细胞,尽管膜重新密封似乎是成功的
癌症细胞无限分裂。相比之下,非癌性正常细胞的细胞分裂能力有限——在分裂不可逆转地停止之前大约有50次,细胞进入一种称为细胞衰老的状态。衰老的细胞仍然具有代谢活性,但与年轻健康的细胞不同,它们产生各种分泌蛋白,上调附近组织和远处器官的免疫反应。这种机制可以诱导我们身体发生有益和有害的变化,包括加速伤口愈合、促进癌症和衰老
在过去的十年中,许多研究报告称,衰老细胞存在于包括人类在内的动物体内,去除衰老细胞可以使实验动物的身体功能恢复活力。然而,人体细胞衰老的原因仍然是一个有争议的话题
河野教授解释道:“基因表达谱和生物信息学表明,细胞膜损伤解释了我们体内衰老细胞的起源,特别是受损组织附近的衰老细胞。”细胞衰老的最佳诱导剂是重复细胞分裂。在实验室环境中,许多其他应激也会诱导细胞衰老,如DNA损伤、癌基因激活和表观遗传学变化。研究领域长期以来的教条是,各种应激最终通过激活DNA损伤反应来诱导细胞衰老
然而,作者发现细胞膜损伤通过一种不同的机制诱导细胞衰老,该机制涉及钙离子和肿瘤抑制基因p53。这些发现可能有助于制定未来实现健康长寿的战略
Journal information: Nature Aging
Provided by Okinawa Institute of Science and Technology
2024-09-15
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