首次證實！衰老「關鍵分子」被發現，抑製它可延長壽命

公開日: 2018-06-25

每個細胞和生物體遲早都會衰老，但為什麼會這樣呢？近日，來自德國癌症研究中心（DKFZ）的科學家們首次發現了一種蛋白質，它代表了衰老過程的一個中心轉折點，控制著個體（從果蠅到人類）的生命。這一重要發現為開發針對年齡相關性疾病的療法提供了新的可能性。

圖片來源：FEBS Letters （https://doi.org/10.1002/1873-3468.13156）

6月13日，這一成果以「Enhanced expression of thioredoxin‐interacting‐protein regulates oxidative DNA damage and aging」為題發表在FEBS Letters 上。DKFZ的Peter H. Krammer和Karsten Gülow是論文的共同通訊作者。

氧化應激

氧化應激會導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分子和脂質發生變化。細胞最終會失去功能並死亡。隨著時間的推移，組織受損，身體老化。

Krammer說：「自20世紀50年代以來，氧化應激或活性氧積累的理論就已經存在。但迄今為止，這個過程的細節仍不清楚。」

事實上，活性氧不僅僅會損害身體，它們對免疫系統中T細胞的激活也是至關重要的。在這項新研究中，Krammer和Gülow長官的團隊鑒定出了一個關鍵的調節因子——被稱為TXNIP（thioredoxin-interacting protein）的蛋白質。該蛋白負責將活性氧的數量從「對機體至關重要」轉變為「對機體有害」（from vital to harmful），從而加速老化過程。

關鍵分子——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）的酶進行轉化。TRX-1已被證明在保護DNA免受氧化應激損傷，以及延緩衰老中發揮了重要的作用。作為TRX-1的拮抗劑，TXNIP能夠抑製TRX-1的活性，從而確保活性氧分子得以保留。」研究人員解釋道。

那麼，隨著年齡的增長，體內是否會形成更多的TXNIP，從而破壞對抗氧化應激的保護機制呢？為了回答這一問題，科學家們首次將「來自55歲以上志願者血液中的T細胞」和「來自20-25歲捐贈者血液中的T細胞」進行了比較。結果證實，較老的志願者的細胞產生顯著更多的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果。

同時，研究人員還發現，隨著年齡的增長，果蠅體內也會產生更多的TXNIP。為了測試TXNIP是否真的與衰老有關，他們培育出了比親緣產生顯著更多TXNIP的果蠅，以及TXNIP合成大大降低的果蠅。分析顯示，產生更多TXNIP的果蠅平均壽命要短得多，而產生更少TXNIP的果蠅則具有更長的平均壽命。

重要意義

由於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麼不同。這就可以假定，兩種蛋白質在果蠅和人類中發揮了相似的功能。

Krammer相信，TXNIP是衰老的關鍵調節因子。如果隨著年齡的增長，機體產生更多的TXNIP，就意味著，TRX-1的保護功能將逐漸被「關閉」，進而導致更多的氧化應激，損傷細胞和組織，最終使它們死亡。

「儘管科學家們已經發現了數百個從某種程度上與衰老過程有關的基因，但僅靠關閉TXNIP就足以延緩衰老。這將使它成為乾預衰老的有效候選靶點。」作者們總結道。