倫敦大學學院UCL領導的研究發現:果蠅和線蟲的壽命可以通過對一種在動物身上很普遍的酶的活性進行限制而延長。相關研究於11月29日在線發表在Nature上。
這一文章揭示:酵母細胞的存活期、果蠅及線蟲的壽命可以在機體成年後將RNA聚合酶III(Pol III)的活性略微削減而延長平均10%。
第一作者Danny Filer說:「我們已經發現了Pol III在成年果蠅及線蟲中的一個基本作用:它的活動對幹細胞功能、腸道健康和動物的生存產生了負面影響。當我們抑制它的活性時可以改善所有這些情況。在不同物種中Pol III具有相同的結構和功能,我們認為它在哺乳動物和人類中的作用值得研究,因為根據研究結果來看它可能會導致重要的療法。」
1PolIII廣泛存在於動物細胞
Pol III存在於包括人類在內所有動物物種的細胞中。3種不同的RNA聚合酶在真核細胞核中轉錄不同類別的基因。RNA聚合酶III是進化上保守的酶,產生短的非編碼RNA,tRNA和5S rRNA。雖然它被認為是細胞生長所必需的,但直到現在,還未發現它涉及衰老。
研究小組利用一系列的遺傳方法,包括插入突變、RNA幹擾等來抑制Pol III在成年後的活性和觀察壽命的延長。酵母、果蠅和線蟲被用作模型生物,雖然它們不是密切相關的,但都含有Pol III。
2雷帕黴素的靶標調節PolIII活性
抑制PolIII效應被發現和免疫抑制藥物雷帕黴素的作用類似,雷帕黴素已被證實可延長小鼠和其他動物的壽命。雷帕黴素複合物1的靶標(TORC1)調節Pol III的活性。這一發現將幫助科學家們了解藥物的作用機制,比如表現出延長哺乳動物壽命的雷帕黴素。
研究的共同通訊作者Nazif Alic博士解釋說:「周圍有大量天花亂墜的藥物能延長壽命和促進健康老齡化,而很少有人知道它們是怎麼起作用的。」
他還指出:「我們現在認為,Pol III能夠對抑制雷帕黴素的信號做出反應,促進生長和加速衰老。而抑制Pol III就足以使果蠅活得更長,就像給它們注射雷帕黴素一樣。如果我們能了解這種機制和深入更大範圍的物種,我們就可以制定有針對性的抗衰老療法。」
3僅在腸道抑制Pol III就足以延長壽命
在果蠅和線蟲的腸道抑制Pol III,就足以延長壽命。當Pol III只在果蠅的腸幹細胞被抑制,它們也能活得更長。長壽與年齡相關的腸道病理和功能下降的改、抑制蛋白質合成、蛋白質平衡脅迫的耐受性增加有關。限制腸道Pol III的活性能達到抑制全身TORC1的長壽效益。
因此,Pol III是長壽信號網絡的一個關鍵調解因子。而促合成代謝活性的Pol III介導老化加速的現象。Pol III的進化保守性肯定了它作為治療靶點的潛力。
另一位通訊作者Jennifer Tullet博士說:「這是驚人的,因為我們可以做一個對壽命和腸道健康有積極影響的遺傳調整,了解起作用的潛在分子,為抗老化治療提供新策略。」
該小組現在計劃繼續他們在Pol III上的研究,以了解它在成年有機體中的作用,從而揭示其活動的減少是如何延長壽命的。