科学家发现,作为细胞死亡介质的MLKL蛋白,通过损害造血干细胞的线粒体而非直接破坏细胞本身,秘密加速了造血干细胞的衰老过程。该研究成果已于4月6日发表在《自然通讯》杂志上。
该研究负责人山下正行博士表示:"我们发现,MLKL基因被禁用的小鼠造血干细胞中出现了一个意外现象:尽管我们没有观察到细胞死亡有任何差异,但与年龄相关的功能变化显著减弱。这促使我们调查该通路是否能够在不导致细胞死亡的情况下引发功能变化。"
对基因改造小鼠进行的实验表明,在压力条件下——包括炎症、复制压力和致癌压力——MLKL蛋白会暂时移动到线粒体并对其造成损伤。膜电位差降低,线粒体结构被破坏,能量产生减少。正是这些变化,而非细胞死亡,触发了典型的衰老迹象:造血干细胞自我更新能力下降,产生的淋巴细胞减少,并向过度生产髓系细胞转变,从而削弱了身体的免疫反应。
当MLKL基因被禁用时,干细胞保持了再生能力,形成了更健康的免疫细胞组成,积累了更少的DNA损伤,并保持了正常的线粒体功能。值得注意的是,这些改善发生在基因表达或染色质可用性没有显著变化的情况下——也就是说,MLKL主要在细胞结构层面影响衰老,而非通过DNA调控。
山下博士表示,未来这项研究可能会带来新的治疗方法,用于在化疗、放疗或移植后保护患者的造血干细胞功能,同时可能开创一类新的线粒体保护药物。
造血干细胞负责产生所有类型的血细胞。随着年龄增长,它们逐渐丧失效能:更新能力下降,破坏免疫细胞平衡,对身体保护功能的支持减弱。迄今为止,科学家们一直无法完全解释不同类型的细胞压力如何结合并破坏这些细胞的功能。MLKL作为压力和线粒体损伤之间共同联系的发现,为减缓免疫系统与年龄相关的衰退提供了新方法。
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