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通訊員 王蕾 科技日報記者 代小佩
近日，首都醫科大學宣武醫院王培昌教授團隊在《Nucleic Acids Research》在線發表研究論文。該研究首次系統揭示衰老階段的全基因組變化景觀，識別在體內負責轉錄時間調控的關鍵元素，從而為衰老分子機制的解析提供了新方向，也為衰老及其相關的疾病干預和治療提供了新思路。
細胞衰老發生在整個生命過程中，在各種生理過程中可以發揮有益作用，包括胚胎發育、組織修復和腫瘤抑制。與此同時，隨著年齡增長，衰老細胞在相關組織或器官中穩定積累也會產生不良后果，這可能會導致組織器官衰老和與衰老相關疾病的發生。
在過去的幾十年里，許多表觀遺傳學研究聚焦于細胞衰老，致力于探索衰老細胞的識別新途徑、衰老細胞的新表征和消除衰老細胞的新方法。當細胞衰老發生時，屈服于多因子應激的細胞經歷了組蛋白總體丟失的改變，胞內出現局部和全局染色質重構，核內的組蛋白修飾出現不平衡，抑制性組蛋白修飾增多，進而導致整體轉錄水平的變化。然而，關于表觀遺傳改變如何具體調節衰老細胞的轉錄和基因表達，目前國內外可獲得的信息仍然有限。
為解決這一問題，王培昌團隊對兩種不同的細胞衰老模型進行多組學聯合分析，在不同分子層面上揭示衰老的景觀，識別在體內負責轉錄時間調控的關鍵元素。他們發現，當衰老發生時，衰老過程中的核層、異染色質和染色質連接被破壞，活性和非活性染色質結構域之間的界限變得模糊。
研究團隊進一步證實細胞衰老發生時轉錄噪聲升高，基因翻譯率下降，全局異染色質減少，以及核小體出現重構和丟失。發現細胞衰老中染色質可達性改變的區域總是集中于遠端基因間區、內含子區和啟動子區。一般來說，染色質從封閉狀態到開放狀態的切換導致基因激活。然而，遠端基因間區和內含子區注釋改變區域的增加，很可能直接導致基因表達噪聲的增加和基因翻譯率的下降。該研究還發現了ATP2C2、 BCAS3、CREG1等34個基因在衰老及其相關疾病中的關鍵作用，以及NAT1/PBX1/RRM2蛋白復合物的關鍵功能。
首都醫科大學宣武醫院宋喬博士生為該文第一作者，王培昌教授為獨立通訊作者。
關鍵詞： 衰老細胞
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