过早衰老:科学家发现并纠正患病细胞的缺陷
巴斯德研究所和法国国家科学研究中心的科学家们与古斯塔夫·鲁西研究所和CEA的科学家们合作,成功地恢复了从患有过早衰老疾病科凯因综合征的患者身上分离出来的细胞的正常活性。他们发现了一种酶HTRA3蛋白酶在这些细胞中所起的作用。
这种酶在科凯恩综合征患者的细胞中过度表达,并导致线粒体缺陷,这反过来又在导致受影响儿童衰老的症状的出现中起着至关重要的作用。这些研究结果发表在该杂志上PNAS +,描述了一种迄今未知的导致过早衰老的机制。他们还可以揭示正常的衰老过程。
罕见的遗传疾病会加速早衰。到目前为止,还没有治疗这些疾病的方法。了解过早衰老疾病的原因也有助于阐明正常衰老的过程。其中一种疾病是科凯因综合症,发病率约为百万分之2.5,在最严重的情况下,其寿命不足7年。患有科凯恩综合征的儿童表现出明显的早衰迹象,如体重下降、脱发、听力和视力下降,以及面部变形和神经退行性变。
科凯恩综合征是由两种基因中的任何一种突变引起的,这两种基因参与修复由紫外线引起的DNA损伤。CS患者对阳光高度敏感,容易晒伤。几十年来,人们一直认为与这种疾病相关的过早衰老过程基本上是由DNA修复缺陷引起的。
Miria Ricchetti(巴斯德研究所)、Laurent Chatre(巴斯德研究所CNRS)、Alain Sarasin(古斯塔夫·鲁西研究所CNRS)和Denis Biard (CEA)领导的研究小组通过比较CS患者和其他仅引起紫外线超敏反应的相关综合征患者的细胞,发现CS细胞中的缺陷实际上是由于蛋白酶(HTRA3)的过度产生,并由细胞氧化应激诱导。在CS细胞中,HTRA3降解了负责线粒体(细胞的“发电站”)中DNA复制机制的一个关键组成部分,从而影响线粒体活性。
到目前为止,神经退行性变和衰老在很大程度上被归因于线粒体自由基对细胞的损害。这项新研究表明,自由基还会激活一种名为HTRA3的蛋白质的表达,这种蛋白质对线粒体的损害特别大。这种对线粒体核心的冲击是导致过早衰老患者细胞退化的关键因素。
通过两种新的治疗策略,使用HTRA3抑制剂或广谱抗氧化剂捕获自由基在美国,科学家们成功地恢复了这种蛋白酶的正常水平。因此,他们能够恢复CS患者的线粒体功能。这一进展既为新的治疗方法铺平了道路,很快就可以在患者身上进行测试,也提供了新的诊断工具。
法国巴斯德研究所(Institut Pasteur)、法国国家科学研究中心(CNRS)、CEA和IGR已经申请了一项使用蛋白酶HTRA3诊断和治疗过早衰老的方法的专利申请。
这些有缺陷的机制也可能发生,但以较慢的速度,在健康细胞,导致生理衰老。发展靶向治疗策略早衰因此,疾病可以为与正常衰老相关的病理的预防性治疗开辟新的研究可能性。
更多信息:用csb依赖性丝氨酸蛋白酶抑制剂逆转早老性科凯恩综合征患者细胞中的线粒体缺陷PNAS +2015年5月18日www.pnas.org/content/early/201…/1422264112.abstract