人为什么会变老?阳明交大团队发现细胞衰老基因与分子机转

阳明交大生物医学影像暨放射科学系教授李易展与他实验室的学生。(阳明交大提供/林志成台北传真)

人为什么会老?由阳明交大、台北马偕医院、美国罗彻斯特大学及纽约市爱因斯坦医学院组成的研究团队,发现细胞衰老的基因与分子机转,让延缓老化有更多的想像。这项研究已发表在《Aging Cell》期刊。

细胞老化是一个不可逆的过程。一个细胞老化在生物学上的特征是染色体端粒结构逐渐耗损、细胞增生速率逐渐下将,以及细胞型态逐渐扁平扩大。这些老化的细胞老而不死,继续留在生命体内,让人类逐渐老化甚至凋零。

型态改变是细胞老化最直观的特征之一。由于肌动蛋白是构成细胞骨架的元素,由阳明交大、台北马偕医院、美国罗彻斯特大学及纽约市爱因斯坦医学院组成的研究团队,比较人体与动物的年轻与老化细胞发现,老化细胞比年轻细胞有更多的应力纤维,细胞形态也比较大。

研究团队接着从17个形成细胞骨架的肌动蛋白中,发现磷酸化后的切丝蛋白-1(cofilin-1),影响细胞内肌动蛋白的聚合与解聚速率,最终造成老化细胞的形状扩张现象。

这项发现在利用基因剪辑技术剔除切丝蛋白-1后,可减少老化细胞的型态变化而获得证实。调控切丝蛋白-1通常伴随着p53、p16INK4、p27kip1基因表现,过去普遍认为p53与p16INK4与老化有关,但这项研究证实切丝蛋白-1其实是调控着p27kip1,延缓了细胞生长周期的停滞。

参与这项研究的阳明交大生物医学影像暨放射科学系教授李易展表示,切丝蛋白-1在哺乳动物细胞中很常见,在动物模型中观察到切丝蛋白-1调控p27kip1在脑、肺、肝、肾的讯息传导路径,当切丝蛋白-1被抑制时不仅减少细胞型态改变,也减缓p27kip1引发的衰老细胞周期停滞现象。

如果抑制切丝蛋白-1,是不是就可以让细胞回春,让生命返老还童?目前的研究结果是可以短暂恢复细胞生长速率及降低老化相关标记,但过度抑制该蛋白仍会使细胞生长停滞。因为年轻细胞也有基础的表现量,因此预期是能使老化细胞的切丝蛋白降低到正常细胞的量即可。