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暴晒、污染、吸烟和肥胖等,都是公认会对细胞造成氧化应激的因素,而氧化应激可能通过对端粒长度的影响来调控衰老。
北京时间5月15日,美国匹兹堡大学(UP)在《Molecular Cell》上发表的一项新研究首次提供了确凿的证据,证明氧化应激直接作用于端粒,以加速细胞衰老。
该研究通讯作者、UP公共卫生研究生院和UPMC Hillman癌症中心的环境和职业健康教授Patricia Opresko博士说:"端粒由数百个鸟嘌呤碱基组成,它们是氧化的沉淀,这仅仅是个巧合吗?或者说,端粒中的鸟嘌呤氧化真的会导致端粒缩短吗?"
为此,Opresko需要用某种方式对端粒施加氧化应激以探明真相。她得到了卡内基梅隆大学分子生物传感器和成像中心主任Marcel Bruchez博士的帮助。Bruchez开发了一种方法,使用特殊的光活化分子来锁定端粒并释放局部自由基 。 Bruchez说:"针对活细胞中特定基因座 氧化损伤的主要挑战之一,是对形成损伤的时间和剂量的精确控制。通过将端粒靶向与光化学产生的单线态氧结合起来,我们能选择性地控制氧化应激在端粒位点具体施加的时间和强度。"
在该研究中,研究人员反复将培养的癌细胞暴露在这种有针对性的氧化过程中,模拟环境氧化应激和炎症条件。事实上,尽管负责端粒延长的端粒酶进行了修复,但研究人员还是看到了端粒断裂并随着 细胞分裂而缩短。
当DNA修复机制试图修复受损的端粒时,染色体的两端往往会融合在一起,破坏基因组的稳定并阻止细胞正常分裂。 Opresko说:"虽然端粒缩短对健康细胞来说是个坏消息,但另一方面,针对端粒的作用可能提供一种对抗癌症的方法。如果端粒足够短,癌细胞就会停止分裂。如果我们能理解是什么导致了端粒缩短,以及细胞如何对此进行补偿,那我们就能更好地设计干预策略,来保护健康细胞中的端粒并靶向 癌细胞中的端粒。"
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