Cell子刊：人體中這種“自私基因”會引發(fā)炎癥和年齡有關(guān)的疾病

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來源：生物探索

2019-07-04

衰老影響著每一個生物體，但導(dǎo)致衰老的分子過程卻一直備受爭論。盡管有許多因素都會導(dǎo)致衰老，但動物衰老過程中有一個共同的主題，那就是炎癥。而且，這一過程可能會被一類“自私基因”（selfish genetic elements）放大。

人類基因組中充斥著這類“自私基因”，這些基因似乎對宿主沒有好處，反而只會通過在宿主基因組中插入新的拷貝來繁殖自己。LINE1逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子，就是在人類中發(fā)現(xiàn)的最普遍的“自私基因”。大約20%的人類和小鼠的基因組是由LINE1組成的。

長期以來，研究人員一直懷疑LINE1s會導(dǎo)致癌癥和基因組不穩(wěn)定。然而，這些基因組的“寄生蟲”所造成的危害遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了研究人員最初的設(shè)想。

近日，在《Cell Metabolism》雜志上發(fā)表的一篇論文中，來自羅切斯特大學(xué)(University of Rochester)的Vera Gorbunova和Andrei Seluanov教授等研究人員揭示LINE1逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子會隨著年齡增長變得更加活躍，并可能通過引發(fā)炎癥，繼而導(dǎo)致與年齡相關(guān)的疾病。

通過了解逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子帶來的影響，研究人員可以更好地識別細(xì)胞衰老的過程以及找到對抗影響衰老的方法。

當(dāng)然，人類細(xì)胞已經(jīng)進(jìn)化出多種分子機(jī)制（比如基因沉默），來阻止像LINE1s這樣的自私基因。然而，這些機(jī)制在老化過程中變得效率較低，這就讓LINE1“得了空”，可以重新激活。

Gorbunova表示，當(dāng)LINE1變得活躍，它們的一些拷貝會從細(xì)胞核外泄漏到細(xì)胞質(zhì)中。細(xì)胞質(zhì)中的任何DNA都會“拉響警報”，因為它們類似于入侵細(xì)胞的病毒。細(xì)胞質(zhì)中的“衛(wèi)士”通常會識別這些入侵者并觸發(fā)炎癥等免疫反應(yīng)。這一過程本意是保護(hù)人類免受病毒和外來DNA的侵害，然而當(dāng)它識別出泄露的LINE1拷貝時，就會觸發(fā)“假警報”。

研究人員發(fā)現(xiàn)，可以使用抑制逆轉(zhuǎn)錄酶(一種催化LINE1 DNA形成的酶)的藥物來減少LINE1s。這些藥物最初是用來對抗HIV病毒。

使用這些藥物來減少LINE1s，不僅可以延長小鼠壽命，還可以改善其健康和減少炎癥。這意味著，LINE1基因引發(fā)的無菌性炎癥是一種新的衰老機(jī)制。

有了這些關(guān)于LINE1及其對炎癥影響的新見解，研究人員希望開發(fā)出旨在抑制LINE1的干預(yù)措施。這些干預(yù)措施可以作為治療炎癥引發(fā)的與年齡有關(guān)疾病的新治療方法，比如神經(jīng)退行性變、癌癥、糖尿病和自身免疫性疾病。

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