每個細胞和生物體遲早都會衰老，但為什么會這樣呢？近日，來自德國癌癥研究中心（DKFZ）的科學(xué)家們首次發(fā)現(xiàn)了一種蛋白質(zhì)，它代表了衰老過程的一個中心轉(zhuǎn)折點，控制著個體（從果蠅到人類）的生命。這一重要發(fā)現(xiàn)為開發(fā)針對年齡相關(guān)性疾病的療法提供了新的可能性。
6月13日，這一成果以“Enhanced expression of thioredoxin‐interacting‐protein regulates oxidative DNA damage and aging”為題發(fā)表在FEBS Letters 上。DKFZ的Peter H. Krammer和Karsten Gülow是論文的共同通訊作者。
氧化應(yīng)激
氧化應(yīng)激會導(dǎo)致細胞和整個生物體衰老。如果活性氧積累，就會對DNA造成損害，也會使細胞中的蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)發(fā)生變化。細胞最終會失去功能并死亡。隨著時間的推移，組織受損，身體老化。
Krammer說：“自20世紀(jì)50年代以來，氧化應(yīng)激或活性氧積累的理論就已經(jīng)存在。但迄今為止，這個過程的細節(jié)仍不清楚。”
事實上，活性氧不僅僅會損害身體，它們對免疫系統(tǒng)中T細胞的激活也是至關(guān)重要的。在這項新研究中，Krammer和Gülow領(lǐng)導(dǎo)的團隊鑒定出了一個關(guān)鍵的調(diào)節(jié)因子——被稱為TXNIP（thioredoxin-interacting protein）的蛋白質(zhì)。該蛋白負(fù)責(zé)將活性氧的數(shù)量從“對機體至關(guān)重要”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;對機體有害”（from vital to harmful），從而加速老化過程。
關(guān)鍵分子——TXNIP
“機體處理有害活性氧的一種方式是通過被稱為thioredoxin-1（TRX-1）的酶進行轉(zhuǎn)化。TRX-1已被證明在保護DNA免受氧化應(yīng)激損傷，以及延緩衰老中發(fā)揮了重要的作用。作為TRX-1的拮抗劑，TXNIP能夠抑制TRX-1的活性，從而確?；钚匝醴肿拥靡员Ａ?。”研究人員解釋道。
那么，隨著年齡的增長，體內(nèi)是否會形成更多的TXNIP，從而破壞對抗氧化應(yīng)激的保護機制呢？為了回答這一問題，科學(xué)家們首次將“來自55歲以上志愿者血液中的T細胞”和“來自20-25歲捐贈者血液中的T細胞”進行了比較。結(jié)果證實，較老的志愿者的細胞產(chǎn)生顯著更多的TXNIP。此外，Krammer還在其他人類細胞和組織類型中觀察到了相似的結(jié)果。
同時，研究人員還發(fā)現(xiàn)，隨著年齡的增長，果蠅體內(nèi)也會產(chǎn)生更多的TXNIP。為了測試TXNIP是否真的與衰老有關(guān)，他們培育出了比親緣產(chǎn)生顯著更多TXNIP的果蠅，以及TXNIP合成大大降低的果蠅。分析顯示，產(chǎn)生更多TXNIP的果蠅平均壽命要短得多，而產(chǎn)生更少TXNIP的果蠅則具有更長的平均壽命。
重要意義
由于TRX-1和TXNIP在進化過程中高度保守，因此，它們在果蠅和人類中幾乎沒有什么不同。這就可以假定，兩種蛋白質(zhì)在果蠅和人類中發(fā)揮了相似的功能。
Krammer相信，TXNIP是衰老的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。如果隨著年齡的增長，機體產(chǎn)生更多的TXNIP，就意味著，TRX-1的保護功能將逐漸被“關(guān)閉”，進而導(dǎo)致更多的氧化應(yīng)激，損傷細胞和組織，最終使它們死亡。
“盡管科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了數(shù)百個從某種程度上與衰老過程有關(guān)的基因，但僅靠關(guān)閉TXNIP就足以延緩衰老。這將使它成為干預(yù)衰老的有效候選靶點。”作者們總結(jié)道。
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