CellMetabol:机体器官到底有多老?惊人发现!器官实际上是年轻细胞和老龄化细胞的混合体!

 新闻资讯     |      2019-06-19 19:57

2019年6月11日 讯 /生物谷BIOON/ --科学家们曾经认为神经元细胞,可能是心脏细胞是机体中最古老的细胞,近日,一项刊登在国际杂志Cell Metabolism上的研究报告中,来自索尔克研究所的科学家们通过研究发现,小鼠的大脑、肝脏和胰腺中含有超长寿命的细胞和蛋白质,真人在线电子游艺,有些甚至和神经元一样长寿,研究者将这种现象称之为“年龄镶嵌现象”(age mosaicism),文章中,研究者所使用的方法能应用于到机体几乎所有的组织中,从而提供机体中非分裂细胞终生功能相关的信息,以及细胞在衰老过程中如何失去对蛋白质及重要细胞结构完整性和质量的控制。

图片来源:Salk Institute

研究者Martin Hetzer表示,我们很惊讶地发现,细胞结构基本上与其所处的生物体一样古老,这就表明,细胞的复杂性要比我们之前想象地大得多,同时这对于我们考虑器官老化的机制具有一定的应用价值,比如大脑、心脏和胰腺等。在成年期,大脑中大部分的神经元并不会发生分裂,其会经历较长的寿命及与年龄相关的衰退过程,然而,在很大程度上由于技术限制,研究者很难确定大脑外部细胞的寿命。

长期以来,生物学家一直在问一个问题,那就是有机体中细胞的寿命到底有多长?研究者普遍认为,神经元细胞寿命较长,而机体中其它的细胞则相对年轻,并且其在有机体整个生命周期中都会再生,如今研究人员开始研究来确定特定的器官是否也拥有与大脑神经元一样长寿的细胞。在寿命周期中,神经元并不会被替换,因此研究者利用其作为年龄基准类对比其它不分裂的细胞,文章中,研究者将电子同位素标记和混合成像方法相结合,真人在线电子游艺,对年龄和老年啮齿类动物模型进行分析,对其细胞和蛋白质的年龄及大脑、肝脏和胰腺的周转率进行了可视化研究量化。

为了证实这种方法,研究者首先确定了神经元细胞的年龄,他们发现神经元似乎与有机体一样古老,然而让他们惊讶的是,排列在血管中的内皮细胞与神经元一样古老,这意味着一些非神经元的细胞在整个生命周期内并不会进行复制或替换自身;此前研究中,研究者发现,当个体处于成年期阶段,肝脏有能力进行再生,因此研究人员专项观察相对年轻的细胞,让她们惊讶的是,健康成年小鼠机体中绝大多数肝脏细胞实际上与动物一样古老,而且排列在血管中的细胞和另一种星状样细胞的寿命却要短得多,因此,肝脏也表现出了年龄镶嵌现象,相关研究结果或为科学家们进行器官再生研究提供新的思路和希望。

在分子层面上,研究者观察到的长寿细胞中包含有能够展现年龄镶嵌现象的蛋白质复合物,比如胰腺β细胞和神经元中的初级纤毛就含有寿命并不相同的蛋白质区域,而与之形成鲜明对比的是,肝脏中的细胞根本并不含有这种长寿蛋白质。研究者Hetzer说道,确定成年有机体中细胞和亚细胞结构的年龄或能提供成年期关于细胞维持、修复机制及机体蓄积效应改变的相关信息,研究者希望最终能利用这些信息来预防或减缓细胞更新有限的器官年龄相关的功能下降。

下一步,研究者计划通过研究来解析核酸和脂质在寿命上的差异,他们想通过更为深入研究理解年龄镶嵌现象与机体健康及诸如2型糖尿病等疾病之间的关联,相关研究由美国国立卫生研究院等机构提供资助。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

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