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研究人员为探究 LRP/LR 对衰老的影响,以小鼠为对象开展研究,发现 37kDa LRP::FLAG 可提升端粒酶活性、减少衰老标志物,为延缓衰老研究提供新思路。
在生命的长河中,衰老就像一个神秘而又不可避免的 “幽灵”,它悄无声息地改变着我们的身体。随着年龄的增长,身体机能逐渐衰退,各种与衰老相关的疾病也接踵而至。科学界一直致力于解开衰老的奥秘,寻找延缓衰老的方法,因为这不仅关系到人们的健康长寿,还能为攻克众多老年疾病带来希望。
在众多衰老的相关因素中,端粒(telomeres)和端粒酶(telomerase)备受关注。端粒是染色体末端由 TTAGGG 重复序列构成的 “保护帽”,它在细胞分裂过程中会逐渐缩短。当端粒缩短到一定程度,就会触发细胞衰老或凋亡机制,这一过程就像细胞的 “生命时钟” 在倒计时。而端粒酶则是一种能够维持端粒长度的核糖核蛋白复合物,它就像细胞的 “修理工”,可以为缩短的端粒 “添砖加瓦”。
此前研究发现,37kDa/67kDa 层粘连蛋白受体(LRP/LR,也被称为核糖体蛋白 SA)与端粒酶逆转录酶(TERT)存在某种关联,并且在体外实验中,过表达 LRP::FLAG 能提升端粒酶活性、延长端粒长度,同时减少衰老标志物。基于此,来自南非威特沃特斯兰德大学(University of the Witwatersrand)的研究人员 Tyrone C. Otgaar、Martin Bernert 等人展开了一项深入研究,旨在探究在体内环境中,LRP::FLAG 过表达是否也能发挥类似的作用,进而延缓衰老进程。该研究成果发表在《Cellular and Molecular Life Sciences》杂志上。
为了开展这项研究,研究人员采用了一系列关键技术方法。首先,他们选用了约 12 月龄的雌性 C57BL/6J 小鼠作为实验对象。然后,利用质粒转染技术,将含有 pCIneo - moLRP::FLAG 质粒的载体导入小鼠体内,以诱导 LRP::FLAG 过表达,同时设置了空质粒转染组和 5% 葡萄糖溶液处理的对照组。在实验过程中,研究人员运用了多种检测技术,如通过定量聚合酶链反应(qPCR)检测基因表达水平、蛋白质免疫印迹法(Western blotting)分析蛋白表达情况、改良的端粒重复扩增协议(TRAP)测定端粒酶活性等。
研究结果如下:
对生理特征和认知能力的影响 :毛发灰白分析显示,过表达 LRP::FLAG 的小鼠毛发灰白比例显著低于对照组,且肉眼可见毛发稀疏和秃顶情况更少。平衡木测试表明,这些小鼠穿越平衡木的时间更短,运动功能和平衡能力明显提升。在认知功能测试中,过表达 LRP::FLAG 的小鼠在迷宫箱测试、新物体识别测试等实验中,表现出更好的短期记忆、长期记忆和解决问题的能力,筑巢能力也有所增强,这表明其空间认知行为得到改善。
对组织退化的影响 :组织学分析发现,过表达 LRP::FLAG 的小鼠大脑海马区组织更清晰,异常细胞和组织空泡化现象减少,齿状回宽度方向的细胞数量增多;肾脏组织中,肾小球萎缩和硬化等衰老相关病理特征的比例更低。
对 LRP 水平和端粒动力学的影响 :基因表达和蛋白定量分析证实,过表达 LRP::FLAG 的小鼠多个器官中 LRP 的 mRNA 和蛋白水平显著升高。同时,这些小鼠肾脏和肝脏中的 TERT 表达、蛋白水平、端粒酶活性以及平均端粒长度均有所增加,不过在大脑中未观察到端粒酶活性和端粒长度的显著变化。
对增殖标志物和衰老通路的影响 :研究发现,过表达 LRP::FLAG 的小鼠在部分器官中,增殖相关转录因子 c - Myc 和抗凋亡蛋白 MDM2 的表达和蛋白水平升高;长寿相关蛋白 SIRT1 和 α - klotho 的基因表达和蛋白水平也显著增加。相反,衰老标志物 p53 (在肝脏和肾脏中)、p16INK4A 和 γH2AX 的蛋白水平下降,线粒体 DNA 含量也显著降低,这表明线粒体功能得到改善。
研究结论和讨论部分指出,该研究表明 LRP/LR 在衰老过程中具有重要作用。过表达 LRP::FLAG 不仅改善了小鼠的生理和认知功能,延缓了组织退化,还通过调节 TERT 和端粒酶活性,影响了端粒长度和多种衰老相关蛋白的表达。例如,升高的 TERT 可能通过保护线粒体功能、减少氧化应激等非端粒延伸功能,来延缓衰老。此外,LRP::FLAG 过表达对 p53、SIRT1 和 α - klotho 等蛋白的影响,进一步证实了其在调节衰老过程中的关键作用。虽然该研究存在一定局限性,如仅使用了单一品系和性别的小鼠、样本量有限等,但它为衰老研究领域提供了新的见解,为开发延缓衰老和治疗年龄相关疾病的新策略提供了潜在的方向。
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