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研究揭示了长寿基因如何保护脑干细胞免受压力

Weill Cornell Medicine研究人员的一项新研究显示,与人类异常长寿命相关的基因可以保护脑干细胞免受压力的有害影响。

对寿命超过100年的人类的研究表明,许多人共享一个称为叉头盒蛋白O3(FOXO3)的基因的不寻常版本。这一发现促使威尔·康奈尔大学(Will Cornell Medicine)病理学和实验室医学副教授Jihye Paik博士及其同事研究了该基因在衰老过程中如何促进大脑健康。

Paik博士和她的团队在2018年表明,大脑中缺乏FOXO3基因的小鼠无法应对大脑中的压力条件,从而导致脑细胞进行性死亡。他们的新研究于1月28日在《自然通讯》上发表,揭示了FOXO3通过阻止干细胞分裂直至环境支持新细胞的存活来保持大脑的再生能力。

Paik博士说:“干细胞会产生新的脑细胞,这是我们整个成年生活中学习和记忆所必不可少的。”“如果干细胞不受控制地分裂,它们将被耗尽。FOXO3基因似乎通过阻止干细胞分裂直至压力消除而发挥作用。”

炎症,放射线或缺乏足够的营养素等许多挑战都会使大脑紧张。但是Paik博士和她的同事专门研究了当脑干细胞暴露于氧化应激时会发生什么,氧化应激会在体内有害的氧气积累时发生。

她说:“我们了解到FOXO3蛋白直接被氧化应激修饰。”这种修饰将蛋白质发送到干细胞的核中,从而开启了应激反应基因。

产生的应激反应导致一种称为s-腺苷甲硫氨酸(SAM)的营养物质的消耗。需要这种营养素来帮助一种称为核纤层蛋白的蛋白质在干细胞核内的DNA周围形成保护层。

她说:“没有SAM,核纤层蛋白就无法形成这种强大的屏障,DNA开始泄漏出去。”

细胞将这种DNA误认为是病毒感染,从而触发了一种称为I型干扰素应答的免疫应答。这导致干细胞进入休眠状态并停止产生新的神经元。

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