Cell Metabol:機體器官到底有多老?驚人發現!器官實際上是年輕...

2020-11-25 生物谷

2019年6月11日 訊 /生物谷BIOON/ --科學家們曾經認為神經元細胞，可能是心臟細胞是機體中最古老的細胞，近日，一項刊登在國際雜誌Cell Metabolism上的研究報告中，來自索爾克研究所的科學家們通過研究發現，小鼠的大腦、肝臟和胰腺中含有超長壽命的細胞和蛋白質，有些甚至和神經元一樣長壽，研究者將這種現象稱之為「年齡鑲嵌現象」（age mosaicism），文章中，研究者所使用的方法能應用於到機體幾乎所有的組織中，從而提供機體中非分裂細胞終生功能相關的信息，以及細胞在衰老過程中如何失去對蛋白質及重要細胞結構完整性和質量的控制。

圖片來源：Salk Institute

研究者Martin Hetzer表示，我們很驚訝地發現，細胞結構基本上與其所處的生物體一樣古老，這就表明，細胞的複雜性要比我們之前想像地大得多，同時這對於我們考慮器官老化的機制具有一定的應用價值，比如大腦、心臟和胰腺等。在成年期，大腦中大部分的神經元並不會發生分裂，其會經歷較長的壽命及與年齡相關的衰退過程，然而，在很大程度上由於技術限制，研究者很難確定大腦外部細胞的壽命。

長期以來，生物學家一直在問一個問題，那就是有機體中細胞的壽命到底有多長？研究者普遍認為，神經元細胞壽命較長，而機體中其它的細胞則相對年輕，並且其在有機體整個生命周期中都會再生，如今研究人員開始研究來確定特定的器官是否也擁有與大腦神經元一樣長壽的細胞。在壽命周期中，神經元並不會被替換，因此研究者利用其作為年齡基準類對比其它不分裂的細胞，文章中，研究者將電子同位素標記和混合成像方法相結合，對年齡和老年嚙齒類動物模型進行分析，對其細胞和蛋白質的年齡及大腦、肝臟和胰腺的周轉率進行了可視化研究量化。

為了證實這種方法，研究者首先確定了神經元細胞的年齡，他們發現神經元似乎與有機體一樣古老，然而讓他們驚訝的是，排列在血管中的內皮細胞與神經元一樣古老，這意味著一些非神經元的細胞在整個生命周期內並不會進行複製或替換自身；此前研究中，研究者發現，當個體處於成年期階段，肝臟有能力進行再生，因此研究人員專項觀察相對年輕的細胞，讓她們驚訝的是，健康成年小鼠機體中絕大多數肝臟細胞實際上與動物一樣古老，而且排列在血管中的細胞和另一種星狀樣細胞的壽命卻要短得多，因此，肝臟也表現出了年齡鑲嵌現象，相關研究結果或為科學家們進行器官再生研究提供新的思路和希望。

在分子層面上，研究者觀察到的長壽細胞中包含有能夠展現年齡鑲嵌現象的蛋白質複合物，比如胰腺β細胞和神經元中的初級纖毛就含有壽命並不相同的蛋白質區域，而與之形成鮮明對比的是，肝臟中的細胞根本並不含有這種長壽蛋白質。研究者Hetzer說道，確定成年有機體中細胞和亞細胞結構的年齡或能提供成年期關於細胞維持、修復機制及機體蓄積效應改變的相關信息，研究者希望最終能利用這些信息來預防或減緩細胞更新有限的器官年齡相關的功能下降。

下一步，研究者計劃通過研究來解析核酸和脂質在壽命上的差異，他們想通過更為深入研究理解年齡鑲嵌現象與機體健康及諸如2型糖尿病等疾病之間的關聯，相關研究由美國國立衛生研究院等機構提供資助。（生物谷Bioon.com）

原始出處：

Rafael Arrojo e Drigo，Varda Lev-Ram，Swati Tyagi,et al. Age Mosaicism across Multiple Scales in Adult Tissues, Cell Metabolism (2019). DOI: 10.1016/j.cmet.2019.05.010

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