蛋白质氧化折叠在干细胞衰老中的作用

生物物理研究所王磊教授和王志琛教授团队以及动物研究所刘光辉教授团队的一项重要研究揭示了内质网生成的ROS在细胞衰老中的作用。

　　

长期以来，人们普遍认为线粒体是活性氧(ROS)的主要来源。然而，内质网(ER)产生的ROS的作用尚未得到广泛研究，尽管据估计内质网中的氧化蛋白折叠在蛋白质合成过程中贡献了约25%的细胞ROS。

现在，中国科学院生物物理研究所(IBP)的王磊、王志琛教授和中科院动物研究所(IOZ)的刘光辉教授的一项重大研究揭示了er生成的ROS在细胞衰老中的作用。

他们的研究论文《减少氧化蛋白折叠通过减少er到细胞核的H2O2释放来缓解衰老》发表在EMBO Reports上。

该研究首次确立了氧化蛋白折叠与干细胞衰老之间的关系。观察到内质网中氧化蛋白折叠产生的过氧化氢(H2O2)可以释放到细胞核中，从而诱导SERPINE1的表达，SERPINE1是促进细胞衰老的关键因子。

研究人员发现，蛋白质二硫异构酶(PDI)，一种催化氧化蛋白折叠的关键氧化还原酶，在衰老的人类细胞和小鼠的肝脏中积累。他们还观察到PDI的消耗减轻了细胞衰老。通过使用超灵敏的基因编码荧光探针，研究人员进一步表明，PDI缺乏减慢了氧化蛋白折叠的速度，降低了内质网络和细胞核中氧化蛋白折叠的副产物H2O2的水平。通过组学分析，研究人员发现PDI缺乏导致受H2O2调控的衰老相关分子SERPINE1下调，从而缓解干细胞的衰老。

研究人员还表明，在各种人类细胞模型中敲低PDI可以延缓衰老，这表明PDI可能是缓解衰老的潜在分子靶点。

先前的研究表明，减少基因转录和蛋白质合成可以缓解衰老。本研究为从蛋白质折叠的角度理解衰老提供了新的思路和分子靶点，提示为了实现个体的可持续发展(即保持年轻)，细胞应该提高能量效率和减少排放(即减少氧化蛋白折叠)。

IBP CHENG Fang博士和IOZ JI Qianzhao博士是论文的共同第一作者。教授。王磊、刘光辉为共同通讯作者。本研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院战略重点研究计划和中国科学院青年创新促进会的支持。

文章标题

Reducing oxidative protein folding alleviates senescence by minimizing ER-to-nucleus H2O2 release