为什么我们会老？切丝蛋白-1把老化细胞变大了

人类肺部细胞切片，可以发现年纪越大，细胞衰老以及型态也变得更大。(图/阳明交大提供)

为什么我们会老？继发现长寿基因后，阳明交大再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。

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，让我们逐渐老化甚至凋零。肉眼可以看到变老的过程，但造成细胞衰老背后是不是有什么分子机制？也就是说，细胞到底发生什么事情让它开始老化。

李易展教授(图左)与实验室学生。(图/国立阳明交大提供)

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。

老年与年轻细胞，肌动蛋白萤光染色后的比较。(图/国立阳明交大提供)

切丝蛋白-1在哺乳动物细胞中很常见，在动物模型中我们观察到切丝蛋白-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。

除了自发性老化，切丝蛋白-1也可在一些氧化压力或是致癌基因诱发的的老化细胞中被侦测到。

事实上切丝蛋白-1在老化细胞中，一直被认为与疾病有关，包括阿兹海默症等相关神经系统的疾病，我们先前也与长庚大学及台大医院新竹分院肾脏科合作发现，在休克及急性肾脏伤害的病患者的尿液中就可以检测到切丝蛋白-1。而末期的肿瘤细胞也会有比较高表现量的切丝蛋白。切丝蛋白如何同时影响老化与癌化的拮抗机制可能是一有趣的议题，也需要更多的研究探讨来厘清。

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。这项研究已发表在《Aging Cell》。基于该研究结果，我们也用于中草药萃取物的筛选，发现确实有部分药物可抑制老化细胞与小鼠组织切丝蛋白的量并降低老化标记表现。这部分结果也发表于《Scientific Reports》并已取得中华民国专利，也正申请美国，日本‧及中国大陆专利中。