Günter Blobel是Lamin的发现者并获得1999年诺贝尔生理学医学奖(左),美国国立卫生研究院(NIH)的Francis Collins(中)和法国国家健康与医学研究院的(Inserm)的Nicolas Levy(右)
Sandre-Giovannoli., et al. Science, 2003, 300(5628):2055; Eriksson., et al. Nature, 2003, 423:293-298. 2004年,Francis Collins研究组的Robert Goldman等进一步的研究发现, HGPS成纤维细胞的细胞核形状会发生显著的变化,这些结构缺陷主要包括细胞核膜的崩解、核孔的异常聚集以及核膜下异染色质的损失,并发现在体外培养的过程中HGPS的细胞核缺陷会进一步恶化和加剧。
Goldman., et al. PNAS, 2004, 101(24):8963-8 由于HGPS病例极为罕见,获得如此罕见的临床样品并基于此开展衰老生物学研究极为困难。人诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cell, iPSCs)技术为衰老生物学研究带来了福音。2011年,Guanghui Liu等率先建立了HGPS的iPSC,并发现体细胞重编程能够拨回HGPS细胞衰老的时钟。结合定向分化技术,他们又基于HGPS的iPSC建立了人类血管衰老的研究模型。研究表明,HGPS病人来源的血管平滑肌细胞表现出细胞核皱缩、异染色质损失、衰老相关的β半乳糖苷酶(SA-β-Gal)活性增加、端粒损耗等衰老相关表征。当Progerin表达被敲减后,病人来源的血管平滑肌细胞则不再呈现出加速衰老的特征。
Liu., et al. Nature, 2011. 472(7342): 221-225. 此外,Guanghui Liu等还利用基因编辑技术HGPS的iPSC中矫正了Lamin A基因的致病突变,为研究和治疗儿童早衰症和其他核纤层疾病提供了线索。
Liu., et al. Cell Stem Cell, 2011, 8(6):688-94. 生物体衰老相关的细胞核紊乱 2005年,Haithcock等在PNAS杂志上报道了基于模式生物线虫的研究结果,研究表明在生理性衰老的线虫中,细胞核膜会发生明显的皱缩同时表现为异染色质的损失。
Haithcock., et al. PNAS, 2005, 102(46):16690-5. 美国卡内基研究所Yixian Zheng研究组,对生理性衰老的果蝇的免疫器官脂肪体进行研究发现,果蝇衰老过程中其脂肪体细胞中的B型核纤层蛋白会逐渐减少。该研究表明,免疫器官的衰老可能与B型核纤层蛋白水平降低有关。
Haiyang., et al. Cell, 2014; 159 (4): 829. 2006年,Tom Misteli研究组在生理衰老的人类皮肤成纤维细胞中也发现了早衰蛋白Progerin的逐渐累积。而且,这种累积伴随着与HGPS相似的核膜结构异常、内层核膜蛋白和异染色质的丢失。该研究证实了,Progerin的积累和核膜结构的异常不仅是早衰症的重要诱因,也与人类生理性衰老密切相关。
Scaffidi., et al. Science, 2006, 312(5776):1059-63. 此外,2010年Ragnauth等在Circulation杂志上发表的研究显示,老年人的血管平滑肌细胞表现出prelamin A快速积累与核形态学缺陷。而且,老年个体动脉粥样硬化斑块区域和prelamin A积聚区域有很好的的共同定位,表明prelamin A可能是血管平滑肌衰老的生物标志物。
Ragnauth., et al. Circulation, 2010, 121(20):2200-10. 衰老相关疾病伴随的细胞核紊乱 (责任编辑:本港台直播) |