稳定染色体末端可以治疗与年龄有关的疾病

由贝勒医学院的研究人员领导的一项研究发现了一种可以治疗与年龄相关的疾病和衰退的新策略。这项发表在“细胞代谢”杂志上的研究表明，缩短端粒 - 染色体的末端 - 会损害一类叫做sirtuins的酶，这种酶在通过影响许多代谢过程和修复受损染色体来维持细胞适应性方面发挥着重要作用。研究人员表明，用小化合物恢复sirtuins的活性可以稳定端粒并减少DNA损伤，从而改善小鼠模型中的肝脏疾病。这些研究表明，保持端粒长度可能有助于维持细胞和组织的再生能力，并改善疾病结果。

“我们的遗传物质被紧密地包裹在称为染色体的线状结构中，并且在染色体的末端是称为端粒的特定DNA片段。端粒像鞋带末端的塑料尖端一样工作;它们防止染色体散开或粘在每个上面另外，“赫尔辛顿衰老中心和贝勒分子生理学和生物物理系主任研究员兼助理教授Ergun Sahin博士说。

端粒也参与衰老和疾病;随着有机体变老，端粒缩短，细胞逐渐恶化，停止分裂并死亡。人体衰老过程中的端粒缩短被认为是干细胞衰老相关的主要根本原因 - 干细胞有可能发展成许多不同类型的细胞并有助于身体的愈合过程。端粒缩短也会影响组织对疾病的易感性;然而，端粒缩短如何损害再生并增加疾病风险尚不清楚。有证据表明，稳定端粒可以预防或减缓衰老和疾病。在这项研究中，Sahin和他的同事研究了在肝组织纤维化小鼠模型中恢复端粒长度的效果

端粒缩短与器官衰竭和组织纤维化的风险增加有关，通常在肝脏和肺部，因为具有受损端粒的细胞不能分裂以代替垂死的细胞。

以前的研究表明，端粒和sirtuins都会导致衰老和组织纤维化，并且似乎相互作用。在这项研究中，Sahin和他的同事研究了连接端粒和sirtuins的分子机制。为此，他们开发了一种肝脏疾病的小鼠模型，其中对动物进行基因工程以发育更短，功能失调的端粒并过早衰老。当暴露于某些化合物时，这些动物会迅速发展为肝纤维化 - 肝脏瘢痕形成，随着时间的推移会导致肝硬化。

“在这些小鼠中，我们发现较短的端粒也会导致肝脏和其他组织中sirtuins的产生减少，”Sahin说。“端粒缩短标志着细胞减少sirtuins的产生。这一观察表明端粒调节sirtuins。”

有趣的是，研究人员还发现反过来，sirtuins会影响端粒。当Sahin和他的同事通过给小鼠喂食一种小分子 - 烟酰胺单核苷酸或NMN(一种NAD +前体)来增加sirtuins的活性时，端粒被稳定。

“此外，给小鼠喂食NAD +前体不仅可以维持端粒长度，还可以改善这些小鼠的肝脏状况，”沙欣说。

在将这些发现转化为人类疾病的治疗方法之前，还需要进行更多的研究。

“重要的是要记住，端粒长度也会影响癌症的生长。端粒较短会使癌细胞处于自我毁灭的道路上，但保持端粒长度可能会使它们继续增殖，”沙欣说。“我们计划继续研究与端粒 - sirtuin相互作用有关的分子机制，以便更好地了解端粒长度操作在健康和疾病方面的益处以及潜在风险。”

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