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衰老加速!被去除DNA修复蛋白的5个月大小鼠,竟长成了2岁的“老年样”

前瞻网    2021-06-23 09:01

我们的身体,每天都面临着紫外线、臭氧、香烟烟雾、汽车尾气、工业化学品和其他危害的“轰击”,这种暴露和接触,会导致我们体内产生自由基,损害我们的DNA和组织。西弗吉尼亚大学医学院研究员埃里克·凯利(Eric Kelley)的一项新研究表明,未修复的DNA损伤会加速衰老的速度。

衰老加速!被去除DNA修复蛋白的5个月大小鼠,竟长成了2岁的“老年样”

凯利和他的同事们对老鼠进行了基因改造,从它们的干细胞中去除一种关键的DNA修复蛋白。如果没有这种蛋白质,小鼠就无法修复免疫细胞中受损的DNA。

当这些转基因老鼠5个月大的时候,它们竟然看起来已经像一只普通的2岁老鼠(大约和一个80岁的人类年龄相仿)。“它出现了所有的症状和身体特征。它患有听力丧失、骨质疏松、肾功能障碍、视力障碍、高血压,以及其他与年龄相关的问题。而它过早衰老,是因为它失去了修复DNA的能力。”

凯利和他的同事们发现,与正常野生型小鼠相比,转基因小鼠的免疫细胞中,细胞衰老、细胞损伤和氧化的标记物明显更大。但这种损害并不局限于免疫系统——转基因小鼠的肝脏和肾脏等器官的细胞,也出现衰老和损伤。

这些结果表明,未修复的DNA损伤可能会导致整个身体过早衰老。当我们暴露在污染物中,比如癌症治疗的辐射中,能量就会转移到我们体内的水中,将水分解。这就产生了高活性分子——自由基——它们会迅速与另一个分子相互作用,以获得电子。当这些自由基与重要的生物分子(如蛋白质或DNA)相互作用时,就会造成损害,使这些生物分子不能正常工作。

有些接触污染物是不可避免的,但有几种生活方式的选择会增加接触污染,从而增加体内的自由基:吸烟、饮酒以及通过职业危害接触杀虫剂和其他化学物质,都会显著增加人体内的自由基。“每吸一口香烟就有超过10-16个自由基,而这些自由基仅仅来自燃烧的碳材料。”

除了暴露在污染物中会产生自由基外,人体在将食物转化为能量的过程中,也会不断产生自由基,这一过程被称为氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)。

人类线粒体中有一种机制,可以为我们清除自由基,但如果自由基被淹没——比如营养过剩、吃太多垃圾食品,或者我们吸烟的时候——这种防御机制绝对没法跟上。

随着身体年龄的增长,自由基形成所造成的损害会超过抗氧化防御。最终,两者之间的平衡向氧化剂一方倾斜,损害开始胜过修复。如果我们暴露在更多的污染物中,积累更多的自由基,这种平衡就会很快被破坏,导致过早衰老。

这项研究发表在《自然》杂志上。它提醒我们:在那些长期暴露于污染物中的环境下,相应的人群应当有意识地去控制这类暴露。

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责任编辑: 4126TJ

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