Science：清除累积的蛋白质 让衰老细胞“年轻化”

溶酶体是分解蛋白质、核酸、多糖等生物大分子的细胞器。近期，来自于斯坦福大学的科学家们发现，这一特殊细胞器能够让神经干细胞保持年轻！而且，刺激溶酶体可以让衰老的休眠干细胞清除累积的蛋白质，从而恢复细胞活力。

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在成年大脑中，神经干细胞（NSC）包含两种类型——静止的和活跃的干细胞，它们发挥着不同作用。让科学家们意外的是，3月15日发表于《Science》期刊的一篇研究揭示，年轻、静止的神经干细胞存储了大量蛋白质聚合物。

 而且，这些聚合物多存在于溶酶体中。随着年龄的增长，细胞溶酶体处理聚合物的能力会下降，响应“制造新神经元”信号的能力也会减弱。来自于斯坦福大学Paul F. Glenn衰老生物学中心的遗传学教授Anne Brunet带领团队证实，恢复溶酶体的正常功能可以让细胞“重返”年轻。

       DOI: 10.1126/science.aag3048

意外发现

Anne Brunet团队以小鼠为模型，发现年轻的神经干细胞内有蛋白质聚合物。这让他们很意外，部分原因是因为类似的蛋白累积多与神经衰退性疾病有关，例如阿尔兹海默症。

“最初，休眠或者静止的神经干细胞被认为是一种非常原始的细胞类型，等待被激活。但是，现在最新的结果却表明，它们的蛋白累积过程比激活的干细胞还活跃，而且，这一累积会随着年龄的增长而继续增加。” Anne Brunet解释道。他们发现，如果移除累积的蛋白聚合物，可以提高细胞的活力、促进新神经元的产生。

研究过程

具体而言，他们从年轻、年老小鼠的大脑中分离出几类细胞群，包括休眠的神经干细胞、活跃的神经干细胞以及来源于活跃神经干细胞的神经祖细胞。结果显示，静止的干细胞多表达与溶酶体有关的基因，而激活的干细胞更倾向于表达与蛋白酶体有关的基因。

随后，研究团队向静止、活跃的干细胞添加了一种与蛋白聚合物特异性结合的染料。结果发现，静止的神经干细胞染色更明亮，即便这类细胞的蛋白质产量较低。同时，相对于激活的神经干细胞，静止神经干细胞体内的溶酶体处理累积蛋白质的速度相对较慢。

此外，研究团队还证实，通过激活年老细胞的溶酶体或者让它们处于“饥饿”状态（限制蛋白质的生产），能够恢复细胞的活力。

面对细胞衰老，我们依然面临很多未知——哪类蛋白质更容易聚集？为什么被激活的神经干细胞更倾向于蛋白酶体而不是溶酶体？年轻细胞内的蛋白累积是好是坏？激活衰老细胞的重要元件是什么？这也是Anne Brunet团队接下来想解开的谜团。

参考资料：

 Clearing clumps of protein in aging neural stem cells boosts their activity

文章来源：CPHI制药在线